VISITA TECNICA A LA CENTRAL HIDROELECTRICA DEL MANTARO
I.-historia de la Central Hidroeléctrica del Mantaro. Y las partes componentes de la central. 1.1.-Reseña Histórica: Por la década de los cuarenta, el sabio peruano Santiago Antúnez de Mayolo, inició sus investigaciones sobre el aprovechamiento de los recursos hídricos de la zona del Pongor en la sierra central del país. En 1945, luego de intensa investigación, Antúnez de Mayolo presentó el estudio para la explotación hidroeléctrica de la llamada primera curva del río Mantaro, en la provincia de Tayacaja, Huancavelica. Entre 1954 y 1961, se realizaron diversos estudios preliminares, a cargo de consultores de EE UU, Japón y la República Federal Alemana, quienes confirmaron el planteamiento de Antúnez de Mayolo. Es así que en diciembre de 1961 se crea la Corporación de Energía Eléctrica del Mantaro (CORMAN), empresa pública encargada de desarrollar y explotar el potencial hidroeléctrico del río Mantaro. La Corporación inicia sus funciones en 1963, realizando realizando un estudio comparativo de las propuestas de diversas empresas internacionales. Como resultado, se resolvió iniciar negociaciones formales con el Gruppo GIE Impregilo de Italia, las que se llevaron a cabo entre marzo y junio de 1966. El Contrato de suministro, construcción y financiamiento del Proyecto del Mantaro se firma el 1 de setiembre de 1966, comenzando a llegar los equipos para la construcción, entre enero y junio de 1967, con lo que se iniciaron las obras civiles. Dichas obras deberían de comenzar por los trabajos que permitieran viabilizar el complejo en la zona. Un aspecto importante de estos trabajos, lo constituyó la construcción de nuevos caminos que permitieron transportar los materiales y equipos necesarios. Asimismo, la mejora de los caminos existentes, permitió que estos soporten el paso de material pesado requerido. Se tuvieron que construir grandes campamentos en Mantacra, Villa Azul y Campo Armiño, con el objeto de albergar albergar a los miles de trabajadores que laboraron laboraron en la obra. Estos campamentos llegaron a albergar hasta 10,000 personas entre trabajadores y familiares. La primera etapa del Complejo Mantaro contempló la construcción de una represa en la Encañada de Vigapata, de donde partiría un túnel de 20 KM hasta Campo de Armiño, luego del cual una tubería de presión llevaría las aguas hasta el lugar donde se construiría una casa de máquinas para tres unidades de generación de 114 MW cada una. Esta etapa se inauguró el 6 de Octubre de 1973. En la segunda etapa del proyecto se instalaron cuatro grupos generadores adicionales adicionales a los tres ya existentes y se aumentaron dos tuberías de presión, con lo que se logró
alcanzar una potencia total de 798 MW. Esta etapa se inauguró el 1º de Mayo de 1979. Cinco y medio años después, el 10 de Noviembre de 1984, se inauguró la tercera y última etapa del Proyecto Mantaro, consistente en la Central Hidroeléctrica Restitución. Esta etapa aprovecha las aguas turbinadas provenientes de la central Santiago Antúnez de Mayolo para generar, a través de esta segunda central ubicada en cascada, 210 MW adicionales, con los que se completan 1008 MW en todo el complejo
1.2.-Componentes de la central: Represa de Tablachaca y dos centrales Hidroeléctricas construidas en cascada, el Complejo Mantaro tiene una potencia nominal de 1008 MW.
Represa d e Tablachaca.-
Las aguas del río Mantaro son almacenadas en el embalse de Tablachaca que con una altura de 77 metros y una longitud de coronación de 180 metros, tiene una capacidad de almacenaje de 7,00 MMC. Dichas aguas son llevadas a la primera central a través de un túnel de 19.8 Km de longitud y 4.8 metros de diámetro y una tubería de presión de 1600 metros conformada por tres tubos de 3.3 metros de diámetro aprovechando una caída neta de 748 metros.
1ra C ent ral H id ro elé c tri c a ” Santiago A ntúnez de Mayolo ”
La primera central, denominada Santiago Antúnez de Mayolo, cuenta con 7 turbinas pelton de eje vertical y 4 inyectores, las cuales generan una potencia de 114 MW cada una, totalizando una potencia instalada de 798 MW. Las aguas turbinadas de esta central, son canalizadas a través del puente tubo de 100 metros de longitud hacia un tunel de 800 metros, para llegar a la segunda central aprovechando una caída neta de 257 metros.
2da Central Hidroeléctrica “ R estitución ”
La segunda central denominada Restitución, está construida en las montañas rocosas de la Cordillera de los Andes y es tele-comandada desde la sala de control principal de la Central Santiago Antúnez de Mayolo. Esta central cuenta con tres turbinas pelton de eje vertical y seis inyectores, cada una de las cuales genera una potencia de 70 MW totalizando 210 MW. La energía generada en ambas centrales es transformada en sus patios de llaves a 220kV, para ser luego transmitida hacia la Subestación Campo Armiño de donde parten las líneas de transmisión hacia los centros de transformación y distribución de Lima, Sur Medio, Regiones Centro, Norte y Centros Mineros. Al conectarse, en setiembre del 2000, los Sistemas Centro - Norte y Sur a través del enlace Mantaro - Socabaya, las centrales del Mantaro se ubican en posición clave para el equilibrio técnico y económico del Sistema Interconectado Nacional.
La energía que se genera en el Complejo Mantaro es a la tensión de 13,8 kV la cual se eleva a 220 kV, para ser transmitida, a los centros de consumo, a través del Sistema Eléctrico Interconectado Nacional.
II.- dispositivos que se utilizan en la regulación de frecuencia de la C.H. Mantaro La regulación de la frecuencia en la C.H. Mantaro se hace de la siguiente manera: Primaria: lo realiza la misma máquina (los generadores), según el grado de estatismo; 2-3% Secundaria: lo realiza el propio operador
II.- dispositivos Mantaro.
que se utilizan en el control de tensión de la C.H.
El control de tensión de la la C.H. Mantaro se realiza mediante los reguladores de tensión.
Reguladores de tensión eléctricos y electrónicos (Que son utilizados en la central Santiago Antunez de Mayolo y la de Restitución)
También la regulación de tensión se harán utilizando sistemas digitales (A partir de noviembre)
IV.- clasificación de la C.H. Mantaro de acuerdo a la demanda que satisface. La central hidroeléctrica del Mantaro satisface el 24% de la demanda nacional, siendo así la central más grande del Perú. La central hidroeléctrica del Mantaro está ubicada en segundo lugar a nivel de generación, siendo el primer lugar Edegel.
Basándonos en la clasificación de las centrales hidroeléctricas en las que para potencias generadas mayores a 20000KW, se consideran como grandes centrales hidroeléctricas. Entonces la central hidroeléctrica del Mantaro está considerada como gran central
V.- Las turbinas hidráulicas que se utilizan en la C.H. Mantaro son de reacción o acción ¿Por qué?
Las turbinas que se utilizan son turbinas Pelton de eje vertical y son turbinas de acción Se utilizan turbinas de acción por que estas son más eficientes para grandes saltos y para bajos caudales; además también porque estas turbinas divide el caudal en chorros parciales (4 y 6 inyectores) Estas turbinas Pelton de eje vertical son utilizadas para grandes centrales.
VI.- datos de placa del alternador o generador: voltaje, velocidad, frecuencia, valores nominales de potencia aparente y factor de frecuencia.
Generador de la C.H. Santiago Antúnez de Mayolo
Generador de la C.H. Restitución
VI.-. Clasificación según el tipo de rotor
Generador de la C.H. Santiago Antúnez de Mayolo
Generador de la C.H. Restitución
Reemplazando: p= 60*120/450 = 16 polos
Reemplazando: p= 60*120/200 = 36 polos
La clasificación del tipo del rotor con polos salientes que son los utilizados en hidrogeneradores de baja velocidad
VIII.- Excitatriz: voltaje, corriente, potencia. Grafica y el conexionado excitatriz generador. El tipo de excitación es de generadores con excitación independiente, debido a que la bobina de campo es alimentada desde una fuente exterior denominada excitatriz.
Generador de la C.H. Santiago Antúnez de Mayolo S= 120MVA
Generador de la C.H. Restitución S= 82.500KVA
conexión:
IX.- Descriscripcion del sistema de tensión y de frecuencia
Sistema de tensión: Esta realizado atravez del regulador automático de tensiones (CAT O AVR); que son dispositivos de hardware, que tiene como principal objetivo mantener la tensión en los terminales del generador y/o controlar la potencia reactiva generada por la maquina. La tensión es visualizada y regulada en la sala de control de la Central Santiago Antúnez de Mayolo, que sus valores son mostrados en pantallas mediante el sistema SCADA.
Sistema de frecuencia: El sistema de frecuencia está es tele-comandada desde la sala de control principal de la Central Santiago Antúnez de Mayolo, mediante el sistema SCADA. La frecuencia es regulada en sus valores nominales agregando a quitando carga, que son efectuadas por el personal que se encuentra laborando en la sala de control. El cierre o apertura de válvulas están controladas desde el centro de control.
X.- componentes utilizada en el patio de llaves y en la subestación de potencia.
Transformador de potencia.- El transformador de potencia es la parte primordial de una subestación de potencia, es el equipo encargado de transferir energía eléctrica de un circuito a otro, en la mayoría de los casos con niveles de tensión diferentes La energía que se genera en el Complejo Mantaro es a la tensión de 13,8 kV la cual se eleva a 220 kV,
Trampa de onda .-
La trampa de onda es un elemento utilizado para evitar la suma de armónicos a la señal de transmisión que puedan causar perturbaciones, esta conformado por una bobina por la cual pasa la corriente a la frecuencia industrial (60 Hz) de la línea de transmisión, paralelo a esta se encuentra el equipo sintonizador el cual ofrece una alta impedancia, está constituido por condensadores, inductancias y resistencias; y en paralelo a la bobina y al equipo sintonizador se encuentra el equipo de protección, el cual protege la trampa de onda de contra sobretensiones transitorias que puedan ocurrir en ella. Las trampas de onda son dispositivos que se conectan en serie en las líneas de alta tensión. Su impedancia debe ser despreciable a la frecuencia industrial de tal forma que no perturbe la transmisión de energía, pero debe ser relativamente alta para cualquier banda de frecuencia utilizada para comunicación por portadora.
Malla De Puesta A Tierra .-La malla de puesta a tierra es el conjunto de electrodos conectados entre sí, por conductores desnudos enterrados en el suelo, sus funciones son: la seguridad de las personas ante el gradiente superficial de tensión, la protección de las instalaciones, servir de tierra común a los equipos eléctricos y/o estructuras metálicas, dirigir las corrientes de falla a tierra. El electrodo es un conductor enterrado en el suelo para conducir las corrientes de falla a tierra, los electrodos pueden ser varilla, tubo, f leje, cable o placa
Pararrayos.- pararrayos es un instrumento cuyo objetivo es ionizar el aire circundante para atraer un rayo. Al incidir el rayo sobre el pararrayos, este dirige la energía hacia el sistema de puesta a tierra (SPT) por medio de las bajadas .
Apartar rayos.-
El apartar rayos es un dispositivo que su principal elemento activo son los varis torés de óxido metálico cuya característica principal es su no linealidad. El apartar rayos es un dispositivo que nos sirve para eliminar sobre voltajes transitorios de las líneas de distribución eléctrica. Estos sobre voltajes se producen por descargas atmosféricas sobre las líneas o por cambios repentinos en las condiciones del sistema (como operaciones de apertura/cierre, fallas, cierre de cargas, etc.).
Seccionador.-
Aparato mecánico de conexión que, por razones de seguridad, en posición abierta, asegura una distancia de seccionamiento que satisface las condiciones especificadas • Permite aislar la subestación de la red • Permite aislar interruptores, transformadores, barras • Ha de maniobrarse en vacío • Soporta corriente de cortocircuito
Interruptor de potencia: Aparato dotado de poder de corte, destinado a efectuar la apertura y el cierre de un circuito, que tiene dos posiciones en las que puede permanecer en ausencia de acción exterior y que corresponden una a la apertura y otra al cierre del circuito.
Interrup tor autom ático : Interruptor capaz de establecer, mantener e interrumpir la intensidad de la corriente de servicio, o de interrumpir automáticamente o establecer, en condiciones predeterminadas, intensidades de corriente anormalmente elevadas, tales como las corrientes de cortocircuito.
Transform adores de intensidad .- Un transformador de corriente es un instrumento que reduce la corriente eléctrica de una red a valores manejables no peligrosos para la utilización de equipos de medida, puede ser instalado a la intemperie o en interiores. • Transforma la corriente por líneas, barras, transformador, etc., a baja tensión. • El secundario alimenta aparatos de medida • Se diseña para conseguir un nivel de incertidumbre aceptable en la medida, incluso para corrientes varias veces la nominal • El secundario alimenta relés de protección
Transform adores de Tensión: Un transformador de potencial es un instrumento que reduce el nivel de tensión de una red a valores manejables no peligrosos para la utilización de equipos de medida, puede ser instalado a la intemperie o en interiores. Su función principal
es alimentar equipos de medida, protección y control como contadores, voltímetros y amperímetros. El devanado primario del transformador de potencial, a diferencia del transformador de corriente, se conecta en paralelo con el circuito al que se desea hacer la medición y el devanado secundario a los equipos de medida.
Descargadores De Sobretension (Dst) :El
descargador de sobretensión es el dispositivo encargado de proteger el transformador de sobretensiones externas que surgen por descargas atmosféricas con un impulso de 1,2/50mseg o las sobretensiones por maniobra presentadas con la operación de los interruptores de potencia con un impulso de 250/2.500mseg; el DST limita la tensión que llega a los bornes del transformador enviando a tierra la sobretensión, se conecta en paralelo con el equipo a proteger y entra en funcionamiento cuando se aplica en él una tensión superior a la nominal e inferior a la tensión que soporta el equipo que se está protegiendo.
Relé .- El relé o relevador , es un dispositivo electromecánico. Funciona como un interruptor controlado por un circuito eléctrico en el que, por medio de una bobina y un electroimán, se acciona un juego de uno o varios contactos que permiten abrir o cerrar otros circuitos eléctricos independientes.
Reléde s ob re in tens idad
Reléde d is tan ci a
Relédifer enc ial de trans for m ador
Reléde sin cro nis mo
