Determinacion Potencia Efectiva CH Quanda COES

IE D N L T A M B T

CENERGIA

Centro de Conservación de Energía y del Ambiente

DINELSA ESTUDIO DE DETERMINAC IÓN DE LA POTENC IA EFEC TIVA DE LA C ENTRAL HIDROELEC TRIC A QUANDA

INFORME FINAL

San Borj a, Junio 201 20111

D E L A M B I N T T

CENTRO DE CONSERVACIÓN DE ENERGIA Y DEL AMBIENTE

CENERGIA

CONTENIDO RESUMEN EJECUTIVO --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3 ---------------------3 1. INTRODUCCIÓN----------------------------------------------------------------------------------------------------------5 2. OBJETIVO DEL ESTUDIO ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------5 ---------5 3. ALCANCES--------------------ALCANCES ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------6 ------6 4. DESCRIPCIÓN CENTRAL HIDROELÉCTRICA HIDROELÉCTRICA QUANDA ------------------------------------------------------------------------------------------6 -------------6 4.1 Ubicación --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------6 ----------6 4.2 Características de la central -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------7 --------7 4.3 Características de los grupos de generación --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------7 ----------7 4.3.1 Datos técnicos de las turbinas----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------7 -------7 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------8 --8 4.3.2 Datos técnicos de los generadores ---------------------5. METODOLOGÍA DE ENSAYO ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------8 8 5.1 Magnitudes medidas ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------8 ----------------8 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------9 ------9 5.1.1 Parámetros eléctricos ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------9 ------9 5.1.2 Parámetros hidráulicos --------------------5.1.3 Parámetros térmicos ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------9 --------9 5.2 Instrumental de la central y equipos de medición -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------9 9 5.2.1 Sistemas de medición de parámetros eléctricos -------------------------------------------------------------------------------------------------- 10 -------------------------------------------------------------------------- 10 5.2.2 Sistemas de medición de parámetros hidráulicos------------------------------------------------------------------------------------------------------ 10 5.2.3 Sistemas de medición de parámetros térmicos --------------------5.3 Recursos humanos y organización del equipo de trabajo ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 10 5.4 Duración de la prueba de potencia efectiva ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11 6. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO----------------------------------ENSAYO------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 12 6.1 Actividades previas al ensayo----------------------------ensayo------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 12 6.2 Ejecución de los ensayos -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 12 7. EVALUACIÓN DE LOS RESULTADOS DEL ENSAYO---------------------------------------ENSAYO------------------------------------------------------------- 13 7.1 Información de los ensayos-------------------------------ensayos--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 13 7.2 Análisis y cálculo de la altura bruta --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 13 7.2.1 Variabilidad de la altura bruta de la central ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 14 7.3 Análisis y cálculo de la potencia efectiva de la central hidroeléctrica-------------------------------------- 16 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 16 7.3.1 Potencia efectiva de la central (PE) --------------------7.4 Evaluación de la variabilidad de la potencia efectiva de la central --------------------------------------------------------------------------------- 18 7.5 Cálculo del caudal turbinado de la central hidroeléctrica -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 19 7.6 Parámetros térmicos durante el ensayo--------------------ensayo ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 20 7.7 Resumen de las condiciones de Potencia Efectiva -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 22 8. CONCLUSIONES ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 23

ANEXOS: ANEXO Nº 1 ANEXO ANEXO Nº 2

: :

ACTA DE ENSAYO ESQUEMAS ESQUEMAS DE MEDICIÓN MEDICIÓN Y PUNTOS DE MEDICIÓN MEDICIÓN

ESTUDIO DE DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA EFECTIVA DE LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA QUANDA ADINELSA

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CENERGIA

RESUMEN EJECUTIVO En cumplimiento a lo establecido en el contrato suscrito entre ADINELSA y CENERGIA se ha elaborado el presente informe de los resultados de la “Determinación de la Potencia Efectiva de la Central Hidroeléctrica Quanda”. Los grupos de generación evaluados son los que se indican en la Tabla 1. Tabla 1 Grupos de Generación Evaluados Central Hidroeléctrica

Grupos

Quanda

Grupo 1 Grupo 2

Tipo Turbina tipo Pelton eje vertical Turbina tipo Pelton eje vertical

La central hidroeléctrica Quanda, está ubicada en la localidad Las Cañas, Distrito San José de Lourdes, Provincia de San Ignacio, Región Cajamarca. El presente estudio ha sido desarrollado en dos etapas, la primera corresponde al trabajo de campo y la segunda al procesamiento y análisis en gabinete de la información recopilada durante los ensayos realizados. En la primera etapa se han efectuado los ensayos o pruebas in situ de cada una de las unidades de generación con presencia de representantes del COES y ADINELSA; para el desarrollo de los ensayos, CENERGIA dispuso el personal, equipos e instrumentos necesarios. En la segunda etapa se ha efectuado el análisis y evaluación de los datos de ensayo los cuales se revisaron y validaron en función a criterios técnicos previamente establecidos; luego, sobre la base de los resultados de los ensayos y considerando el Procedimiento Nº 18 del COES SINAC (Determinación de la Potencia Efectiva de las Centrales Hidroeléctricas del SINAC), se procedió a la determinación de la potencia efectiva de la central hidroeléctrica Quanda. En la Tabla 2, se muestra la potencia efectiva y el caudal turbinado por la central, obtenidos del Anexo 1 (Acta de Ensayo).


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Tabla 2 Resultados de Potencia Efectiva de la Central Hidroeléctrica Quanda Central Hidroeléctrica

Quanda

Potencia Efectiva (kW)

Descripción Potencia Efectiva Grupo 1

1 253,33

Potencia Efectiva Grupo 2

1 256,14

Potencia Efectiva Central

2 509,47

Caudal (m3 /s)

1,25

En la Tabla 3, se muestra el rango de valores de variabilidad de la potencia efectiva; dichos valores son menores a los límites establecidos en el procedimiento Nº 18 del COES. Tabla 3 Resultados de Variabilidad de Potencia Efectiva Descripción Central hidroeléctrica Quanda

Rango de Variabilidad (%) -0,164 a + 0,166

En la Tabla 4, se muestra el rango de valores de variabilidad de altura bruta durante el ensayo, dichos valores son menores a los límites establecidos en el procedimiento Nº 18 del COES. Tabla 4 Resultados de Variabilidad de Altura Bruta Descripción

Rango de Variabilidad (%)

Central hidroeléctrica Quanda

-0,0008 a +0,00115

Todos los parámetros medidos durante el ensayo para determinar la potencia efectiva, se mantuvieron en condiciones estables. Las temperaturas registradas del estator y de los cojinetes fueron aceptables.


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1.

CENERGIA

INTRODUCCIÓN

El COES en base al Procedimiento Nº 18: Determinación de la potencia efectiva de las Centrales Hidroeléctricas del SINAC, determina la potencia efectiva de las centrales de generación hidráulica del SINAC. El ensayo de potencia efectiva está destinado a comprobar la capacidad electromecánica (potencia) de la central declarada por la empresa, mediante una medición. Este valor es necesario para determinar su potencia firme correspondiente. Con este propósito, ADINELSA concurso dicho servicio invitando a CENERGIA a presentar su propuesta para la realización del servicio de “Medición y Cálculo de la Potencia Efectiva de la central hidroeléctrica Quanda”, resultando favorecida. CENERGIA, conformó un equipo de profesionales para la ejecución del ensayo de medición de la potencia efectiva de la central hidroeléctrica Quanda. El ensayo fue ejecutado el día 6 de abril del 2011. El Jefe de ensayo fue el ingeniero David Herrera y su equipo técnico de especialistas en mediciones electromecánicas. El ingeniero Andrés Vargas, fue el veedor del COES y el ingeniero Hugo Gibaja, representante de ADINELSA. El presente informe tiene por objetivo presentar los resultados del análisis de las mediciones, abarcando todo lo relacionado con el ensayo de medición de la potencia efectiva de la central hidroeléctrica Quanda. El ensayo se realizó con los dos grupos de generación de la central, operando a condiciones de potencia efectiva.

2.

OBJETIVO DEL ESTUDIO

El objetivo del estudio es determinar la potencia efectiva de la central hidroeléctrica Quanda, de propiedad de ADINELSA, de acuerdo al Procedimiento Nº 18 del COES y tomando como referencia la norma IEC 41. Para el presente estudio, se define como potencia efectiva de la central hidroeléctrica a la potencia continua entregada por dicha central cuando opera a condiciones de potencia efectiva.


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3.

CENERGIA

ALCANCES

El estudio comprende la ejecución de las actividades siguientes:

a) Elaboración del plan de trabajo para el ensayo de las unidades de generación, conexión de instrumentos de medición y la distribución de funciones del personal.

b) Ejecución de las mediciones requeridas proporcionando el personal técnico, los instrumentos y los equipos de medición necesarios, basándose en el Procedimiento Nº 18 del COES y normas técnicas internacionales.

c) Cálculo y determinación de la potencia efectiva de la central hidroeléctrica Quanda, de acuerdo al Procedimiento Nº 18 del COES y los que se establezcan según el caso.

d) Preparación y entrega del informe final, que contendrá: La información suministrada por ADINELSA; descripción de los equipos de medición, información del ensayo con las actas firmadas por los asistentes válidos a las pruebas; los resultados del procedimiento de cálculo para la obtención de la potencia efectiva de la central y las conclusiones.

4.

DESCRIPCIÓN CENTRAL HIDROELÉCTRICA QUANDA

4.1

Ubicación La central hidroeléctrica Quanda, está ubicada en la localidad Las Cañas, Distrito San José de Lourdes, Provincia de San Ignacio, Región Cajamarca.


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4.2

CENERGIA

Características de la central La central hidroeléctrica Quanda tiene una capacidad instalada de 2876 kW, con un salto de 255 m y un caudal de diseño de 1.3 m 3/s. Tiene una cámara de carga de 230 m 3.

4.3

Características de los grupos de generación La central hidroeléctrica Quanda, cuenta con dos (02) grupos de generación de energía eléctrica; las características técnicas de las unidades de generación ensayadas se indican a continuación.

4.3.1

Datos técnicos de las turbinas Las características principales de las turbinas se muestran en la Tabla 5. Tabla 5 Características de las Turbinas G0513

G0515

Turbina 1

Turbina 2

SULZER HYDRO

SULZER HYDRO

SUIZA

SUIZA

Tipo

PELTON

PELTON

Eje

VERTICAL

VERTICAL

Nº Serie

22681

22682

Puesta en Servicio

Jul-02

Jul-02

Salto (m)

255

255

Caudal Diseño (m³/seg)

0,65

0,65

Potencia (kW)

1438

1438

Velocidad (rpm)

1200

1200

ESFERICA

ESFERICA

400

400

Código Turbina Denominación de Turbina Marca País Fabricante

Válvula principal Tipo Diámetro (mm)


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4.3.2

CENERGIA

Datos técnicos de los generadores Las características principales de los generadores se muestran en la Tabla 6. Tabla 6 Características de los Generadores

Potencia instalada (kVA)

OTTO BARTHOLDI AG MAQUINES 1750

OTTO BARTHOLDI AG MAQUINES 1750

Potencia Instalada (kW)

1400

1400

Tensión (kV) Fase - Fase

2,30

2,30

Tensión (kV) Fase - Neutro

1,33

1,33

Frecuencia (Hz)

60

60

Corriente (A)

440

440

Cos φ

0,8

0,8

Tensión (V)

63

63

Corriente (A)

5

5

Marca

Excitatriz

5.

METODOLOGÍA DE ENSAYO

La metodología del ensayo se ha realizado siguiendo el procedimiento Nº 18 del COES y las recomendaciones de la publicación 41 de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC 41).

5.1

Magnitudes medidas Los parámetros principales medidos fueron los siguientes: eléctricos, hidráulicos y térmicos. A continuación se detallan cada uno de estos parámetros y sus variables correspondientes.


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5.1.1

CENERGIA

Parámetros eléctricos Los parámetros eléctricos medidos fueron los siguientes: • •

Potencia activa en bornes de generación (kW) Factor de Potencia (FP)

Para la determinación de estos parámetros se realizaron registros continuos en bornes de generación de las variables eléctricas: potencia activa (kW) y factor de potencia (FP), en cada uno de los grupos de generación ensayados, con el objeto de determinar la potencia activa generada. El período de integración de los equipos de medición, para cada toma de lectura fue de 15 minutos.

5.1.2

Parámetros hidráulicos Los parámetros hidráulicos medidos y controlados durante el desarrollo del ensayo fueron los siguientes: El caudal turbinado por la central El nivel del agua en la cámara de carga

• •

5.1.3

Parámetros térmicos Los parámetros térmicos registrados durante el ensayo fueron las temperaturas de los cojinetes y las temperaturas de devanados del estator.

5.2

Instrumental de la central y equipos de medición En la visita realizada, previa al ensayo, permitió verificar in situ el estado operativo de los grupos de la central y se obtuvo información preliminar de la central, la misma que sirvió de apoyo para la elaboración del plan de ensayos. La información recibida y analizada fue la siguiente: • • •

Planos de disposición de los equipos electromecánicos. Esquemas unifilares de los grupos. Esquemas de cortes de la casa de máquinas.


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5.2.1

CENERGIA

Sistemas de medición de parámetros eléctricos En la inspección realizada se verificó que la central cuenta con medidores electrónicos multifunción trifásicos marca AMG2, instalados en bornes de generación para cada unidad, los cuales registran potencia activa y reactiva; los mismos que miden la potencia generada en bornes de generación en 2,300 V. Para el registro de la potencia se utilizaron los equipos portátiles de CENERGIA. Los datos se registraron con intervalos de 15 minutos durante todo el ensayo.

5.2.2

Sistemas de medición de parámetros hidráulicos Para la medición del nivel aguas arriba, se utilizó una wincha milimétrica. Las cotas de referencia se tomaron de los esquemas de planta proporcionados por ADINELSA, esta información se muestra el Anexo 1 (Acta de Ensayo). Para las mediciones de caudal se utilizó un equipo de flujo ultrasónico proporcionado por CENERGIA, marca SITE LAB, aguas arriba de la válvula esférica.

5.2.3

Sistemas de medición de parámetros térmicos Para la medición de las temperaturas de los cojinetes de turbina y devanados del generador, se utilizaron los RTD de cada unidad y se registraron a través de los paneles de control de la propia central.

5.3

Recursos humanos y organización del equipo de trabajo Durante la ejecución de los ensayos estuvieron presentes: ♦

Un representante del COES, quien participó como veedor de las pruebas y tuvo como responsabilidad supervisar la correcta ejecución de las pruebas, así como realizar las coordinaciones necesarias con la Dirección de Operaciones del COES para facilitar la ejecución de las mediciones. El profesional del COES que participó en los ensayos fue el ingeniero Andrés Vargas.


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CENTRO DE CONSERVACIÓN DE ENERGIA Y DEL AMBIENTE ♦

Un representante de la empresa generadora ADINELSA, quien tuvo la responsabilidad de dar fe de la correcta realización de los ensayos y otorgar las facilidades necesarias para la culminación del trabajo. El profesional encargado, fue el ingeniero Hugo Gibaja.

♦

El Jefe de ensayo de CENERGIA y su equipo técnico. El jefe de ensayo fue el responsable técnico de las pruebas y la persona que decidió los aspectos técnicos relacionados con las mediciones, tomando en cuenta las recomendaciones de los presentes; habiendo sido de su entera responsabilidad resolver cualquier aspecto técnico referido a las mediciones a efectuarse.

CENERGIA

El personal de CENERGIA que efectuó los ensayos, estuvo organizado, tal como se muestra en la Tabla 7. Tabla 7 Organización del Equipo de Trabajo Jefe del ensayo: Asistente del Jefe de Ensayo:

Ing. David Herrera Mendoza Ing. Antonio Palomino Vela Responsables de mediciones Variables Eléctricas Variables Hidráulicas Responsable Ing. David Herrera Responsable Ing. Antonio Palomino Generador Ing. Jhon Camahuali Nivel de cámara de carga y Ing. José Aguilar / Ing. caudal turbinado Antonio Palomino Auxiliares Ing. Jhon Camahuali Temperaturas de cojinete y Ing. José Aguilar / Centro de estator control

5.4

Duración de la prueba de potencia efectiva Los ensayos para la determinación de potencia efectiva duraron cinco (5) horas, sin haberse producido durante este período ninguna anormalidad. 9 9 9

Fecha de ensayo : 06.04.2011 Inicio del ensayo : 10:00 horas Fin del ensayo : 15:00 horas


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6.

PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO

6.1

Actividades previas al ensayo Las actividades previas al ensayo se detallan a continuación: 1. Se realizó un recorrido de la central, donde se verifico el estado operativo de los principales equipos y se ubicó físicamente los puntos de medición. 2. Se verificó la operatividad de los instrumentos fijos de la central. 3. Se verificó los puntos de medición de los dos medidores de energía de la central. 4. Se verificó los medidores de presión.

6.2

Ejecución de los ensayos 9

El día 6 de abril personal de CENERGIA inspecciono la central y verificó la operatividad de los instrumentos fijos de la central tales como el nivel de la cámara de carga, medidores de energía y el sistema de adquisición de datos; asimismo, procedió a instalar instrumentación portátil. Este mismo día, se efectúo una reunión de coordinación entre los representantes de ADINELSA, COES y CENERGIA, para definir todos los detalles referidos a los ensayos de la central hidroeléctrica Quanda, tales como: hora de inicio, duración del ensayo, puntos de medición y ubicación del personal a cargo de tomar los datos durante las pruebas de Potencia Efectiva.

9

El día 6 de abril a las 10:00 horas, se dio inicio a los ensayos de Potencia Efectiva de la central hidroeléctrica Quanda y finalizó a las 15:00 horas del mismo día.

Las lecturas de los datos fueron tomadas cada quince (15) minutos, durante cinco (5) horas de funcionamiento continuo a máxima generación sin sobrecargas.


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7.

EVALUACIÓN DE LOS RESULTADOS DEL ENSAYO

7.1

Información de los ensayos

CENERGIA

La información utilizada para los cálculos de la potencia efectiva de la central hidroeléctrica Quanda, fueron de las siguientes: 9 9 9 9 9

7.2

Acta de Ensayo. Información técnica proporcionada por ADINELSA Datos tomados en campo. Procedimiento Nº 18 del COES Norma IEC 41 (Referencia).

Análisis y cálculo de la altura bruta La altura bruta de la central hidroeléctrica Quanda, con turbinas Pelton se calcula en función de la cota promedio del nivel de aguas arriba de la central y aguas abajo, a la salida del eje de la tubería de ingreso hacia los inyectores de los grupos ensayados, según la ecuación siguiente:

H bruta = Z aguas arriba (CCC) – Z aguas abajo (CI) Donde: H bruta Z CCC Z CI

: Altura Bruta : Cota del nivel promedio de la cámara de carga (msnm) : Cota del eje de ingreso a los inyectores (msnm)

Para el calculo la cota del nivel promedio de la cámara de carga, se determinó primero las lecturas de cota de nivel de cámara de carga tomando como referencia el nivel del piso sobre el rebose de la cámara de carga, cota que fue tomada del plano QUA-CC-03 (Ver Anexo 2: Cámara de carga secciones y detalles constructivos), según el esquema, el nivel del piso de la cámara de carga es igual a 1,094.52 msnm, a este valor de referencia se resto las mediciones tomadas hasta el espejo de agua (ver valores de estas mediciones en el Acta de Ensayo expresadas en centímetros), obteniéndose de esta forma las cotas de variación de nivel de cámara de carga en msnm y con este dato se determinó la cota promedio de la cámara de carga ( ZCCC) durante el ensayo de potencia efectiva de la central hidroeléctrica Quanda.


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Entonces, para la central hidroeléctrica Quanda, el promedio de la cota del nivel de la cámara de carga es igual a 1093,96 msnm, determinado a partir de la Tabla 8. La cota del eje de ingreso a los inyectores se obtiene del plano QUA-CM-03 (Ver Anexo 2: Casa de máquinas secciones y detalles), de donde se tiene la cota de ingreso igual a 836.43 msnm. Por lo tanto, tenemos los resultados siguientes:

Z CCC = 1 093,96 msnm Z CI = 836,43 msnm

(Promedio cota de nivel cámara de carga - Tabla 8) (Ver Anexo 2: Plano Corte QUA-CM-03)

Reemplazando, estos valores en la ecuación (H bruta promedio igual a 257,53 m.

bruta),

se tiene una altura

La variabilidad, es la variación de la altura bruta con referencia al valor promedio del periodo de prueba de la central, tal como se aprecia en la Tabla 8. 7.2.1

Variabilidad de la altura bruta de la central Durante las pruebas de potencia efectiva, la variación de la altura bruta osciló entre un máximo de 257.53 m y un mínimo de 257.52 m, resultando en promedio un valor de 257.53 m. Asimismo, se muestra que la variabilidad de altura bruta con respecto al promedio de lecturas osciló entre -0.0008% a +0.00115%. En la Tabla 8, se muestran los datos de nivel en la cámara de carga, el cálculo de altura bruta y la variabilidad de la altura bruta respecto al promedio. Con estos valores de variabilidad obtenidos, se demuestra que el nivel aguas arriba estuvo en estado estable ó cuasi estático.


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Tabla 8 Variabilidad de la Altura Bruta Central Hidroeléctrica Quanda

Cota de impacto: 836.43 msnm (Ver Anexo 2: Plano QUA-CM-03)


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7.3

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Análisis y cálculo de la potencia efectiva de la central hidroeléctrica Para el análisis y cálculo de la potencia efectiva se siguió el procedimiento PR-18 del COES. Para el registro de la potencia se utilizaron los analizadores de redes portátiles de propiedad de CENERGIA, los cuales se instalaron en paralelo a los medidores existentes de la central, instalados en bornes de generación de cada grupo, en el Anexo 2, se muestra los diagramas unifilares y los puntos de conexión de los analizadores de redes Memobox 300, utilizados. Los datos se registraron con intervalos de 15 minutos durante todo el ensayo.

7.3.1

Potencia efectiva de la central (PE) Se calcula como el promedio de las sumatorias de potencia activa instantánea registrada por los medidores de energía (cada 15 min.) para cada unidad de generación durante el tiempo de duración de la prueba, es decir: kW (Unidad j)i = Valor i-esimo de potencia activa en la unidad j .............. (1) PE está dada por la expresión siguiente:

k

PE =

∑ i

1

k

n

( ∑ kW (Unidad

j ) i ) .................................... (2)

j

Donde: I j n k

= Valor i-esimo = El grupo ensayado = Número de unidades = Número de mediciones

20

PE =

1

2

∑ 20 (∑ kW (Unidad j ) i ) i

j

n

PE = ( ∑ kW (Unidad j ) i = kW(G1+ G2) i ) j


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De la Tabla 9, tomamos los valores de Potencia del valor i-esimo a las 10:45 horas, así tenemos: 2

∑kW(Unidad j) i = kW(G1+ G2) 10:45 horas = 2505,83 kW j

Esto representa el valor i-esimo a las 10:45 horas de la sumatoria de la potencia activa instantánea de los dos grupos de la central hidroeléctrica Quanda. Tabla 9 Potencia Activa Total Central Hidroeléctrica Quanda

De la Tabla 9, obtenemos la potencia efectiva de la central hidroeléctrica Quanda, resultando igual a: 20

PE =

1

∑ 20 i

2

(∑ kW (Unidad j ) i ) = 2 509,47 kW j


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7.4

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Evaluación de la variabilidad de la potencia efectiva de la central La variación de la potencia, osciló entre un mínimo de 2 505,34 kW y un máximo de 2 513,64 kW, la incertidumbre de la potencia efectiva con respecto al promedio de lecturas durante la prueba fue de -0,164% a + 0,166%. En la Tabla 10, se muestra la variabilidad de la potencia efectiva de la central y los valores máximos y mínimos. De acuerdo al procedimiento PR-18 del COES y a la norma IEC 41 las fluctuaciones de la potencia efectiva no debe de exceder del ± 1.5 % del valor promedio de las mediciones. Los valores de variabilidad de la potencia efectiva de la central, obtenidos en la Tabla 10, son inferiores a los límites establecidos en el PR-18. Tabla 10 Variabilidad de la Potencia Efectiva Central Hidroeléctrica Quanda


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7.5

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Cálculo del caudal turbinado de la central hidroeléctrica Para calcular el caudal turbinado de la central hidroeléctrica Quanda, se determinó como el promedio de las sumatorias de las mediciones de caudal turbinado registrados por el equipo portátil de medición de flujo ultrasónico instalado en la tubería forzada de la central hidroeléctrica Quanda; es decir la medición se realizó de forma directa, tal como se aprecia en la fotografía 1, los sensores ultrasónicos del medidor de flujo están ubicados en la tubería forzada.

Sensor ultrasónico

Fotografía 1: Sensores ultrasónico instalados en la tubería forzada de la C.H. QUANDA

Las mediciones se realizaron con intervalos de 15 minutos para cada dato, tal como se muestra en el acta de ensayo. Para el calculó se utilizó la formula siguiente:

Donde: Qt : Caudal turbinado de la central hidroeléctrica. Qti : Caudal medido de la i- ésima medición. i

: Valor i-ésimo

n

: Número de mediciones.


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Tabla 11 Caudal Turbinado Central Hidroeléctrica Quanda

De la Tabla 11, obtenemos el caudal turbinado por la central hidroeléctrica Quanda, igual a: = 1.25 m3 /s

7.6

Parámetros térmicos durante el ensayo Las temperaturas registradas durante el ensayo se muestran en el Anexo 1 (Acta de ensayo), de dicha información se obtiene los resultados mostrados en la Tabla 12 y 13, donde se tiene los valores promedios, máximos y mínimos de las temperaturas en (ºC) de devanados del generador y cojinetes de los grupos 1 y 2, respectivamente, durante el periodo de duración de las pruebas.


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Tabla 12 Temperatura de devanados y cojinetes grupo 1

Tabla 13 Temperatura de devanados y cojinetes grupo 2

LT: Lado Turbina LE: Lado Excitatriz


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Los bobinados de los estatores de los grupos 1 y 2 de la central hidroeléctrica Quanda, tienen aislamiento de clase F, el cual soporta temperaturas hasta 150 ºC. En las Tablas 12 y 13, se muestran los valores de temperaturas máximos de bobinados del estator, donde se puede apreciar que se encuentran por debajo de los 150 º C, lo cual indica valores aceptables de operación. Asimismo, las temperaturas registradas en los cojinetes, que se muestran en las Tablas 12 y 13 son valores a los cuales dicha central ha venido operando normalmente.

7.7

Resumen de las condiciones de Potencia Efectiva En este numeral se verifica si el funcionamiento de la central en el momento de las pruebas se realizó en condiciones de estabilidad. De los cálculos realizados y de la información registrada durante los ensayos, se toman los parámetros de referencia que se muestran en la Tabla 14 y 15. Tabla 14 Resultados de Variabilidad de Potencia Efectiva Rango de Variabilidad Descripción (%) Central Hidroeléctrica Quanda

-0,164 a + 0,166

Tabla 15 Resultados de Variabilidad de Altura Bruta Rango de Variabilidad Descripción (%) Central Hidroeléctrica Quanda

-0,0008 a +0,00115

De acuerdo al Procedimiento PR-18 del COES y a la norma IEC 41 las fluctuaciones de la potencia efectiva no debe de exceder el ± 1.5 % y las fluctuaciones de la altura bruta no deben exceder el ± 1% del valor promedio de las mediciones. De los resultados obtenidos de la variabilidad, mostrados en las Tablas 14 y 15, se tienen que los valores de variabilidad son inferiores a los límites establecidos en el PR-18 del COES. Por otro lado, las temperaturas registradas en los devanados del generador y cojinetes, se encuentran dentro de los rangos normales de operación.


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8.

CONCLUSIONES 9

La potencia efectiva de la central hidroeléctrica Quanda, es igual a 2509,47 kW.

9

El caudal turbinado de la central hidroeléctrica Quanda, es igual a 1,25 m3 /s.

9

La altura bruta promedio medida en la central fue de 257,53 m.

9

La variabilidad de los valores de la potencia efectiva medidos durante el ensayo oscilaron en el rango -0,164% a + 0,166%, los cuales no exceden el ±1.5% establecido en el procedimiento PR-18 del COES.

9

La variabilidad de la altura bruta durante el ensayo de potencia efectiva de la central hidroeléctrica Quanda, fue de -0.0008% a +0.00115%, los cuales no exceden el ±1% establecido en la Norma IEC 41.

9

Todos los parámetros hidráulicos, mecánicos y térmicos medidos durante el ensayo para determinar la potencia efectiva de la central, se mantuvieron en condiciones estables.


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ANEXO Nº 1

ACTA DE ENSAYO


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ANEXO Nº 2

ESQUEMAS DE MEDICIÓN Y PUNTOS DE MEDICIÓN


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Determinacion Potencia Efectiva CH Quanda COES

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