Central Langui

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA, INGENIERIA ELECTRONICA, INGENIERIA MECANICA E INGENIERIA DE MINAS

CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

ALTA TENSIÓN

VIAJE A LA CENTRAL HIDROELECTRICA DE LANGUI SICUANI-CUSCO

DOCENTE: Ing. JORGE CHINCHIHUALPA GONZALES PRESENTADO POR: GIANCARLO CRUZ ALFARO CODIGO: 030303 – C

CUSCO – PERU 2011

INFORME TECNICO – CENTRAL DE LANGUI

RESUMEN EJECUTIVO La visita técnica cuyo informe a continuación se detalla, se efectúa en cumplimiento al plan de actividades del curso de alta tensión de la carrera profesional de Ingeniería Eléctrica siendo el docente del curso Ing. Jorge Chinchihualpa para lo cual previa coordinación se llevo a cabo el viaje al distritito de Sicuani provincia de Canchis ubicado en el departamento del cusco a 118km de él, con destino a la central hidroeléctrica de Langui conocida con el nombre de CHILSA con el objetivo de fortalecer los conocimientos expuestos en clase. El viaje se llevo a cabo el día Jueves 1 de setiembre del 2011 teniendo como punto de partida la ciudad del cusco a las 7 horas del día, llegando a las 10 horas, seguidamente nos dirigimos hacia el distrito de Langui por aproximadamente 45 minutos, llegando a las 11 a.m.; fuimos recibidos por el personal de seguridad del lugar, el cual hizo de conocimiento al Ing. A cargo de la Central de nuestra llegada. El Ing. Oswaldo Salas Cardenas (Ing. a cargo) nos explico detalladamente el funcionamiento de la central hidroeléctrica brindándonos los aspectos generales y específicos, así como los aspectos técnicos de la Central, la cual se encuentra a 3740msnm en la zona media de la cuenca del rio Langui afluente del rio Vilcanota al este de la cordillera de los andes. El área de la planta se encuentra entre la laguna de Langui-layo y el poblado de Macca en la provincia de Sicuani fue construida en 2 etapas, donde el primer grupo se instalo en entre 1965 y 1066 con la finalidad de vender energía a la fábrica de tejidos de marangani y el 2000 se instalo un segundo grupo con el objetivo de vender energía eléctrica a Electro Sur Este. La central de CHILSA actualmente se encuentra en un proceso judicial entre el dueño anterior y el BIF (actual propietario por concepto de embargo), administrada por el Dr. Giovanni Cuavoy Salas. Esta central Produce 3.2 Mw, la cual aun no puede ser ampliada a lo previsto que es 10 Mw por el litigio. Esta central aprovecha la energía potencial del lago de Langui-layo cuyas aguas son canalizadas atraves de una tubería forzada hacia CHILSA, cuenta además con dos generadores, turbinas Francis de 2500 y 736 kV respectivamente, a una tensión de 2300v que es elevada por sus 2 transformadores hacia una misma barra a 22kv ubicada en la casa de maquinas y luego se dirige hacia la barra de combapata (es decir al sistemas interconectado nacional). Esta central suministra energía a los poblados de Langui, Layo, Marangani y también a Sicuani. Al término de la visita se despejaron dudas a través de nuestras interrogantes formuladas al Ing. A cargo, se fortalecieron conocimientos y la necesidad por aprender más acerca del tema hoy es inminente.

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CONTENIDO PRESENTACIÓN .................................................................................................... 4 INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 5 INFORME TECNICO ............................................................................................... 6 1. MARCO TEORICO ........................................................................................ 6 1.1 Energía Hidroeléctrica .................................................................................................. 6 1.2 Hidráulico...................................................................................................................... 6 1.3 Agua .............................................................................................................................. 6 1.4 Central Hidroeléctrica................................................................................................... 6 1.5 Turbina.......................................................................................................................... 7 1.6 Alternador..................................................................................................................... 7 1.7 Transformador .............................................................................................................. 7 1.8 Transformador Elevador ............................................................................................... 7 1.9 Aisladores ..................................................................................................................... 7 1.10 Apoyos .......................................................................................................................... 8 1.11 Seccionadores ............................................................................................................... 8 2. INFORME PRELIMINAR ............................................................................... 9 3. INFORME PARCIAL ..................................................................................... 9 4. INFORME FINAL ......................................................................................... 10 5. CONCLUSIONES ........................................................................................ 13 6. OBJETIVOS ................................................................................................ 14 6.1 Objetivo General......................................................................................................... 14 6.2 Objetivos Específicos .................................................................................................. 14 6.3 Otros Objetivos ........................................................................................................... 14 7. RESULTADOS ............................................................................................ 15 8. DIFICULTADES .......................................................................................... 15 9. REFERENCIAS ........................................................................................... 16

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PRESENTACIÓN

El hombre en su afán por emanciparse de las fuerzas dominantes de la naturaleza y la sociedad, ha desarrollado a lo largo de los siglos un arduo trabajo y una intensa practica social, creando diferentes herramientas, desde las más rudimentarias y concretas hasta las más complejas y abstractas. Una de las herramientas más valiosas que ha creado es el conocimiento. Ahora bien para asimilar y producir ese conocimiento se requiere de un conjunto de habilidades, tales como la abstracción y la sistematización, el análisis y la síntesis es decir tanto la teoría como la práctica son herramientas conjuntas para las buenas formas de aprendizaje y desarrollo. Es por ello que nace la necesidad de complementar el aprendizaje mediante visitas técnicas y su posterior contrastación del aprendizaje, tomando como evidencia la realización del Informe Técnico. Setiembre 2011

El Alumno.

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INTRODUCCION:

El presente informe pretende dar a conocer los resultados obtenidos evidenciar lo aprendido tras la realización de la visita técnica. Cuyo objetivo principal es definir un sistema de alta tensión con tensiones superiores a los siguientes límites: Corriente alterna: Superior a 1000 voltios. Corriente continua: Superior a 1500 voltios. Teniendo en cuenta el principal objetivo del presente informe, se hizo necesario realizar una visita técnica, para lo cual se planteó el viaje a la central hidroeléctrica de CHILSA en el cual encontramos una producción de energía eléctrica no tan generosa, pero que a pesar de ello utiliza los mismos principios de alta tensión para su generación transformación, transporte y posterior distribución de energía eléctrica También es necesario destacar la identificación de los elementos básicos que hacen posible este tipo de sistemas y la función específica que cumple en el. Todo esto con el fin de dar a conocer con sencillez, sinceridad, originalidad y sistematización, las explicaciones y las conclusiones que se lograron en la visita técnica y al momento de la elaboración de la evidencia.

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INFORME TECNICO

1. MARCO TEORICO: 1.1

Energía Hidroeléctrica: Energía que se obtiene de la caída del agua desde cierta altura a un nivel inferior lo que provoca el movimiento de ruedas hidráulicas o turbinas. La hidroelectricidad es un recurso natural disponible en las zonas que presentan suficiente cantidad de agua. Su desarrollo requiere construir pantanos, presas, canales de derivación, y la instalación de grandes turbinas y equipamiento para generar electricidad. Por lo tanto la energía hidráulica es el aprovechamiento de la energía del agua en movimiento.

1.2

Hidráulica: Es una parte de la física que estudia el aprovechamiento de la energía del agua en movimiento.

1.3

Agua: El agua es un componente de nuestra naturaleza que ha estado presente en la tierra desde hace más de 3.000 millones de años, ocupando tres cuartas partes de la superficie del planeta. Su naturaleza se compone de tres átomos, dos de oxígeno que unidos entre sí forman una molécula de agua, h2o, la unidad mínima en que ésta se puede encontrar. La forma en que estas moléculas se unen entre sí determinará la forma en que encontramos el agua en nuestro entorno; como líquidos, en lluvias, ríos, océanos, camanchaca, etc., como sólidos en témpanos y nieves o como gas en las nubes.

1.4

Central Hidroeléctrica: Una central hidroeléctrica es aquella que utiliza energía hidráulica para la generación de energía eléctrica. Son el resultado actual de la evolución de los antiguos molinos que aprovechaban la corriente de los ríos para mover una rueda. En general estas centrales aprovechan la energía potencial que posee la masa de agua de un cauce natural en virtud de un desnivel, también conocido como salto geodésico. El agua en su caída entre dos niveles del cauce se hace pasar por una turbina hidráulica la cual trasmite la energía a un generador el cual la convierte en energía eléctrica.

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1.5

Turbina: Turbina es el nombre genérico que se da a la mayoría de las turbo máquinas motoras. Éstas son máquinas de fluido, a través de las cuales pasa un fluido en forma continua y este le entrega su energía a través de un rodete con paletas o álabes. Es un motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de una corriente de agua, vapor de agua o gas. El elemento básico de la turbina es la rueda o rotor, que cuenta con palas, hélices, cuchillas o cubos colocados alrededor de su circunferencia, de tal forma que el fluido en movimiento produce una fuerza tangencial que impulsa la rueda y la hace girar. Esta energía mecánica se transfiere a través de un eje para proporcionar el movimiento de una máquina, un compresor, un generador eléctrico o una hélice.

1.6

Alternador: Alternador: Un alternador es una máquina eléctrica, capaz de transformar energía mecánica en energía eléctrica, generando una corriente alterna mediante inducción electromagnética. Los alternadores están fundados en el principio de que en un conductor sometido a un campo magnético variable se crea una tensión eléctrica inducida cuya polaridad depende del sentido del campo y su valor del flujo que lo atraviesa.

1.7

Transformador: El transformador, es un dispositivoque no tiene partes móviles, el cual transfiere la energía eléctrica de un circuito u otro bajo el principio de inducción electromagnética. La transferencia de energía la hace por lo general con cambios en los valores de voltajes y corrientes

1.8

Transformador elevador: Un transformador elevador recibe la potencia eléctrica a un valor de voltaje y la entrega a un valor más elevado.

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Aisladores: Sirven de apoyo y soporte a los conductores, al mismo tiempo que los mantienen aislados de tierra. El material más utilizado para los aisladores es la porcelana, el vidrio y materiales sintéticos como resinas epoxi. Existen aisladores fijos y Aisladores en cadena.

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1.10 Apoyos: Su función es la de mantener a los conductores a suficiente altura sobre tierra y adecuadamente distanciados entre sí. Existen apoyos de alineación, de anclaje, de ángulo, de fin de línea, apoyos especiales. 1.11 Seccionadores: El seccionador eléctrico es un dispositivo mecánico capaz de mantener aislada una instalación eléctrica de su red de alimentación según una norma. Es un dispositivo de ruptura lenta, puesto que depende de la manipulación de un operario. Este dispositivo, por sus características, debe ser utilizado siempre sin carga o en vacio. Es decir, el proceso de desconexión debe seguir necesariamente este orden: 1. Desconexión del interruptor principal. 2. Desconexión del seccionador. 3. Colocación del candado de seguridad en la maneta del seccionador (siempre que sea posible), de esta forma evitamos que otro operario de forma involuntaria conecte el circuito. 4. Colocación del cartel indicativo de avería eléctrica o similar. 5. Ahora y SOLAMENTE AHORA, podemos manipular la instalación afectada.

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2 INFORME PRELIMINAR En el marco del viaje técnico, se realizo la visita técnica a la Central Hidroeléctrica de Langui, ubicado en el distrito de Sicuani. El viaje fue producto de la conjunta organización del docente del curso de alta tensión Ing. Jorge Chinchihualpa Gonzales y alumnos delegados para esta actividad el viaje se realizo el día jueves 1 de setiembre del 2011 partiendo en horas de la mañana.

3 INFORME PARCIAL. El viaje inicio en la ciudad del cusco, a las 7 horas de la mañana en la empresa de transportes OASIS’S S.R.L. ubicada en el terminal de transporte interprovincial Cusco – Sicuani y Viceversa. En la avenida Huaruropata después de aproximadamente 3 horas de viaje y recorriendo los poblados de Quiquijana, Cusipata, Chiquicahuana, Checacupe, Combapata, Tinta, San Pedro, San Pablo llegamos a Sicuani a una altitud de 3 552 msnm. Luego de ellos nos dirigimos hacia la avenida Arequipa a enrumbarnos hacia la Central Hidroeléctrica de Langui, la cual estaba a 45 min. Del lugar. Nuestro arribo a la central fue a las 10:45 horas de la mañana y la visita técnica fue inmediata en la cual se detallo y trato con profundidad, los componentes y dispositivos de esta. Al concluir la central nos dirigimos al paradero de carros ubicado en el poblado de Maccas, la caminata fue por aproximadamente 30 min. rodeados de él otoñal paisaje llegamos al paradero de autos station wagon a las 12 del medio día en donde tomamos el medio de transporte con destino a la ciudad de Sicuani a la cual llegamos a las12:45 horas acompañados de una gran cantidad de estudiantes escolares recogidos en el camino. El retorno a la ciudad del cusco se hizo desde el terminal terrestre Sicuani ubicado en la Av. Carrión N° 102 en la empresa de transportes Imperial Cielo Canchino. De donde partimos pasada la 1 pm. Llegado a nuestro destino pasada las 5 de la tarde, por causa de los actuales trabajos de mantenimiento que se hacen en la vía de transporte.

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INFORME FINAL La visita técnica del pasado 1 de setiembre del 2011 se llevo a cabo con el objetivo de cumplir el plan de actividades del curso de Alta Tensión el cual tiene como docente a cargo al Ing. Jorge Chinchihualpa Gonzales, el lugar elegido fue la Central Hidroeléctrica de Langui Ubicada en la Ciudad de Sicuani entre la laguna de Langui-Layo (que recibe ese nombre por que une a los poblados de Langui y Layo) y el poblado de Macca sobre la margen derecha del rio Langui en la comunidad de Ñahui Chaccopata sector de Macca todo ellos en la provincia de Canas del departamento del Cusco. La ruta desde la ciudad del Cusco es una sola que va por la carretera nacional N° 3 en dirección sur-este llegando a sicuani después de 140 Km. que contempla poblados en su trayectoria como son Saylla, Tipón, Quiquijana, Cusipata, Chiquicahuana, Checacupe, Combapata, Tinta, San Pedro, San Pablo y finalmente nuestro destino. A partir de Sicuani una carretera afirmada con dirección sur-este nos condujo al destino final CHILSA. Previa revisión de nuestros documentos por el personal de seguridad del lugar nos recibió el Ing. Oswaldo Salas Cardenas quien nos hizo la visita guiada en la central de la cual detallo la siguiente información. La central hidroeléctrica de Langui fue construida en 2 etapas, el primer grupo se instalo los años de 1965 y 1966 con la finalidad de generar y entregar electricidad a la fábrica de tejidos Marangani, el segundo grupo fue instalado el año 2000 para vender energía eléctrica a Electro Sur Este s.a. ambos grupos operativos en la actualidad; pero con problemas legales entre el dueño anterior y el BIF que es el actual administrador mediante el Dr. Giovanni Cuavoy Salas. La central en estudio plantea hacer mas ampliaciones con el objetivo de producir una potencia mayor a la actual que es de 3.2 Mw, la cual haciendo el aprovechamiento eficiente y sostenible de las aguas del rio Langui se proyecta a ampliar la instalación para llegar a 10 Mw de potencia. La central hidroeléctrica de Langui cuenta con 2 grupos de turbinas Francis ambas con sus respectivos generadores que reciben la denominación de G1 y G2 Grupo 1 La turbina 1 se instalado el año 1965 tiene una potencia de 798 Kw recibe un caudal de 0.8 m3/s de la tubería forzada a una altura nominal de 116.81m y trabaja a 1200 rpm, junto a el su generador de potencia (alternador) de 920 Kw a tensión de 2300 V y corriente de 231 A con un factor de potencia igual a 0.8 trabajando a 60 Hz de frecuencia con sus soportes y chumaceras respectivas. De este grupo también podemos decir que trabaja con una

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excitatriz de 95 V y 81 A. tiene su válvula tipo compuerta y una unidad hidráulica de regulación mecánica (UHR mecánico). Grupo 2 La turbina 2 se instalado el año 2000 tiene una potencia de 2604 Kw recibe un caudal de 2.5 m3/s de la tubería forzada a una altura nominal de 116.81m y trabaja a 720 rpm, trabaja con su generador de potencia (alternador) de 2500 Kw a tensión de 2300 V y corriente de 784.4 A con un factor de potencia igual a 0.8 trabajando a 60 Hz de frecuencia tiene un sistema de refrigeración especial con un ducto adicional instalado sobre este. De este grupo destacamos su válvula tipo mariposa en la turbina su bomba de aceite para su refrigeración y su volante de embalamiento Ambos Generadores cuentan con sus respectivos transformadores los cuales elevan la tensión a 22 Kv hacia una misma barra ubicada en la casa de maquinas de la central para su posterior transmisión, dichos transformadores fueron instalados al mismo tiempo que su grupos. Ubicados en ambientes divididos uno respecto del otro con sus respectivos fusibles y protegidos con portones metálicos. Para el caso del grupo 1 se cuenta con un transformador elevador de tensión de 2300 v a 22Kv con un nivel de aislamiento en el primario de 2400 v y en el secundario de 3600v ambos con conexión trifásica mediante su disyuntor de 920 Kv en conexión Yd11 con un peso aproximado de 907 Kg. Para el caso del grupo 2 se cuenta con un transformador elevador de tensión marca ABB de 2300 v a 22 Kv. Ambos transformadores se unen en una misma barra en un trafomix (transformador de corriente y tensión para medida) ubicado en el segundo nivel de la casa de maquinas el cual toma las medidas de los datos de salida de la barra, junto a él encontramos el transformador de servicios auxiliares para los tableros del primer nivel y a su lado el pararrayos autoválvula que sirve para disipar sobre tensiones de línea producida por los rayos en temporadas de lluvias. Los tableros son asignados 1 para cada grupo y el 3er tablero es el general que es operado por relés ya que actualmente su PLC (programador lógico programable) se encuentra en reparación. El seccionador de línea están instalado a la salida de la barra en el 2do nivel de la casa de maquinas y tiene una capacidad de 1000 A. En la instalación de la central ubicamos los aislantes pasa muros de porcelana los cuales tienes la denominación de ser tipo choclo de 27 Kv su función es la de aislar la instalación de las paredes de la casa de maquinas.

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La Central Hidroeléctrica de Langui provee energía eléctrica a Sicuani, Marangani, Langui y Layo y se une a la barra de combapata para ser parte del sistema interconectado nacional es decir administrado por el COES. Después de lo visto podemos definir lo siguiente, la central hidroeléctrica de Langui dispone de: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

2 Turbinas Francis 2 Alternadores 2 Unidades hidráulicas de regulación (UHR) 2 Transformadores de potencia y accesorios 3 Tableros eléctricos 1 Trafomix para medida 1 transformador auxiliar para los tableros 1 seccionador de línea Aislantes de porcelana

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CONLUSIONES  Los sistemas de alta tensión son los que generan, transforman, transmiten y distribuyen energía eléctrica a altos niveles de tensión ya sean en corriente continua o alterna.  Se aprendieron muchas lecciones con la visita técnica se fortalecieron conocimientos y se disiparon las dudas respecto al funcionamiento operación, diseño y disposición de los elementos que conforman una Central Hidroeléctrica.  Las limitaciones técnicas y económicas existentes en zonas rurales son determinantes para la elección de la ubicación de una central hidroeléctrica, así como su correcto aprovechamiento.  El agua ya no es tanto considerada una energía renovable por ello es importante concluir que su explotación debe ser en forma racional ya que en la laguna de Langui-layo existen especies animales y gracias a su rio (Langui) los poblados aledaños se desarrollan mediante el consumo directo y la agricultura.  No obstante el cauce del rio no es bien aprovechado por la central ya que se dispone mayor potencial hidroeléctrico del que se produce. El mercado eléctrico esta en déficit es por ello q la buena planificación es importante  Una instalación nueva podría favorecer el aprovechamiento del potencial hidroeléctrico y con ello mayores ganancias económicas y en el futuro la creación de nuevas industrias en la zona.

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OBJETIVOS 6.1 

Objetivo General Cumplir el plan de actividades para afianzar el sustento teórico dado por el docente del curso de ALTA TENSIÓN.

6.2 

Objetivos Específicos Comprender y conocer el funcionamiento de una central eléctrica, y la función específica de sus elementos, capacidad de reconocer, aplicar y analizar tanto de manera teórica como practica los conceptos anteriormente señalados.

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Reconocer características principales y básicas de los sistemas de Alta Tensión.

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Facilitar el reconocimiento de elementos de los sistemas de alta tensión mediante inspecciones visuales.

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Elaborar un informe técnico el cual mida el nivel de aprovechamiento de la visita técnica para su posterior calificación.

6.3 Otros Objetivos 

Conocer mejor la zona en estudio, así como el pensamiento de los habitantes del lugar sobre problema energético por medio de conversaciones realizadas durante el viaje en donde aparentemente manifiestan estar conformes con los posibles futuros trabajos en la zona.

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Mejorar los lazos de amistad entre los compañeros q fuimos participes del viaje.

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RESULTADOS 

La directa comunicación entre el Ing. Oswaldo Salas Cardenas nos fue de gran ayuda para crear un ambiente de confianza, para realizar nuestras interrogantes y disipar dudas

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La experiencia ganada en este tipo de organización es irrepetible en el futuro. La convivencia y el respeto mutuo así como la tolerancia se vieron reflejadas en el tiempo q se pasó con compañía de los compañeros viaje.

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Conocer otros lugares de trabajo, ampliar nuestros horizontes, y crear pequeños lazos de amistad entre las personas que nos ayudaron en nuetro viaje

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REFERENCIAS Ing. Oswaldo Salas Cardenas Ingeniero permanente de Chilsa, Central hidroeléctrica de Langui. Giancarlo Cruz Alfaro, estudiante de la carrera profesional de Ingeniería Eléctrica del curso de Alta Tensión.

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