CENTRALES Hidroelectricas Clase 2

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    01-Jan-2016

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  • CENTRALES HIDROELECTRICAS

  • CENTRAL HIDROELECTRICAEs aquella en la que la energa potencial del agua almacenada en un embalse, se transforma en energa cintica necesaria para mover una turbina (motor primo) y esto al generador, transformando la energa mecnica en energa elctrica

  • Las centrales hidroelctricas se construyen en los causes de los ros, creando un embalse para retener agua. Para ello se construye una presa, apoyado generalmente por una montaa. La masa de agua embalsada se conduce a travs de una tubera hacia los alebes de una turbina, la cual esta acoplada al generador. As, el agua transforma su energa potencial en energa cintica, que hace mover los alabes de la turbinaCENTRAL HIDROELECTRICA

  • Vista transversal de una central hidroelctrica FRANCIS de 715 MW

  • Fundacin de la RepresaAcceso al pozo de la turbinaServicio auxiliar de la unidad, sistema de agua puraSistema de excitacin, acceso al housing del generador y regulador de velocidadTransformadores elevadores de tensinPiso de los generadores y sala de control localSistema de ventilacinGalera de cabosGIS-SF6 (Interruptor con aislamiento de gas, hexafluoruro de azufre)Tableros Principales del Servivio auxiliar y sala de los generadores dieselServicio auxiliar de la represaCompuertas

    Partes

  • Una central no almacena energa, sino que la produccin sigue la demanda dada por los usuarios; como esta demanda es variable a lo largo del da, y con la poca del ao, las centrales elctricas pueden funcionar con produccin variable. Sin embargo, la eficacia aumenta si la produccin es constante; para ello existe un camino para almacenar la energa producida en horas de bajo consumo y, usarlas en momentos de fuerte demanda, es mediante CENTRALES ELECTRICAS DE BOMBEO. CENTRAL HIDROELECTRICA

  • Estas centrales tienen dos embalses en cotas diferentes. El agua almacenada en el embalse superior produce electricidad al caer sobre la turbina, cubriendo las horas de fuerte demanda. El agua, posteriormente, llega al embalse inferior, momento que aprovecha para bombear el agua desde el embalse inferior al superior, usando la turbina como motor (si fuera reversible) o alternadorEmbalse SuperiorPresaGalera de ConduccinCentral ElctricaTurbinasGenerador y Transformador ElevadorPatio de LlavesSalida de lnea

  • Generalmente se emplean en trminos de energa elctrica suministrada, solicitada, demandada, consumida, etc..El concepto de energa esta ntimamente ligada con los factores de tiempo y potencia. De este planteamiento deducimos que, la potencia es la energa proporcionada durante la unidad de tiempo (segundo)Pues bien, interpretaremos por potencia o carga de una central a la potencia que est suministra o le es solicita en un instante dadoGRAFICOS DE CARGA

  • Potencia Producida, es el cumulo de potencia aportada al sistema de consumo durante un determinado numero de unidades de tiempo. Si delimitamos una zona de utilizacin de la energa elctrica, como por ejemplo un sector industrial, una ciudad, una provincia, etc.. y hacemos un anlisis de consumo de energa para un periodo definido de tiempo, nos daremos cuenta que no es constante, estando supeditado a constantes oscilaciones GRAFICOS DE CARGA

  • GRAFICOS DE CARGAEn un sistema de coordenadas, representamos en la abscisas los intervalos de tiempo en horas, por ejemplo, y en las ordenadas las sucesivas potencias o cargas solicitadas a una instalacin. Obtendremos un grafico de cargas, en el que, la superficie debajo de la curva, indica la totalidad de la energa suministrado en el periodo de tiempo, marcadoEn el grafico se observa una potencia mxima y otra mnima, as como el valor de potencia media. Esta ultima, se calcula dividiendo el valor total de la energa suministrada entre el tiempo que se efectu el suministro

  • Segn como utilizan el agua de los rosCentrales de Agua FluenteCentrales de Agua embalsadaA su vez las centrales de agua embalsada se divide en Centrales de RegulacinCentrales de BombeoAsimismo, y en relacin con la altura del salto de agua existente, o desnivel, se dividen enCentrales de Alta PresinCentrales de Media PresinCentrales de Baja Presin

    Clasificacin de las Centrales Hidroelctricas

  • Centrales de Agua FluenteSe construyen en lugares en que, la energa hidrulica, ha de utilizarse en instante que se dispone de ella, para accionar las turbinas hidrulicasNo cuentan, prcticamente, con reserva de agua, oscilando el caudal suministrado segn las estaciones del ao. En temporada de precipitaciones abundantes (aguas altas), desarrollan su potencia mxima, dejando pasar el agua excedente. Por el contrario, durante tiempo seco (aguas bajas) la potencia producida disminuye ostensiblemente funcin al caudal, llegando a ser casi nula, en poca de estiaje

  • Centrales de Agua EmbalsadaEl agua de alimentacin proviene de grandes lagos o pantanos artificiales conocidos como embalses, conseguidos mediante la construccin de presasUn embalse es capaz de almacenar los caudales de los ros afluentes, llegando, en ocasiones, a elevados porcentajes de captacin de agua. El agua embalsada se utiliza, segn demanda, a travs de conductos que la encauzan hacia las turbinas

  • Son centrales con posibilidad de acopiar volmenes de agua en el embalse, que representan periodos, mas o menos prolongados, de aportes de caudales medios anualesAl poder embalsar agua durante determinados espacios de tiempo, noche, mes o ao seco, etc.. prestan un gran servicio en situaciones de bajos caudales, regulndose estos convenientemente para la produccinSe adaptan muy bien para cubrir las horas punta de consumoCentrales de Regulacin

  • Centrales de BombeoTambin llamadas centrales de acumulacin, son centrales que acumulan caudales mediante bombeo

  • Centrales de BombeoPara cumplir la misin que da el nombre a estas centrales, se recurren a dos sistemas distintosUno de los procedimientos (el de la figura) consiste en dotar al sistema de una turbina y una bomba, ambas maquinas, en funciones claramente definidas, interdependientemente entre si

  • Centrales de BombeoEl otro mtodo, se basa en la utilizacin de una turbina reversible (como el de la figura), que, segn las necesidades, puede funcionar como turbina o como bomba centrifuga, de manera que durante las horas de demanda de energa, los componentes se comporten respectivamente comoMaquina Motriz como turbinaGenerador como alternadorEn los periodos de tiempo de muy baja demanda, como son las horas de medianoche, el grupo se transforma enMotor Sncrono el generadorBomba Centrifuga la mquina motriz

  • Para ambos sistemas, turbina bomba o turbina reversible, durante las horas nocturnas, y previas las maniobras oportunas en la central de bombeo, se prepara al grupo para que funcione como bomba, una vez que, con otro grupo de la misma central o desde otra hidrulica, trmica o nuclear, se alimenta el generador, el cual hace funciones de motor sncrono. De esta forma se consigue retornar agua al embalse, bombeada de la zona aguas debajo de la instalacin. Esta agua har funcionar, nuevamente, al grupo como equipo productor de energa, en los periodos sucesivos de demanda de las mismaCentrales de Bombeo

  • En principio, puede parecer paradjico tal solucin, pero la razn que justifica tal proceder, radica en la necesidad de mantener en funcionamiento los alternadores de determinados centros de produccin. Para mejores condiciones tcnicas de las lneas elctricas, es beneficioso que se suministre energa por estas, aunque sean cantidades pequeas, antes que tenerlas con valores prcticamente nulos, al efecto de evitar efectos perjudiciales de capacidad, que en dichas lneas y en los propios generadores podran llegar a originarse.En centrales de bombeo modernas, la puesta en servicio se hace de forma inmediata, mediante equipos de mando y control de avanzada tecnologaCentrales de Bombeo

  • Centrales de Alta PresinSon aquellas centrales que tienen un salto hidrulico superior a los 200 m, siendo relativamente pequeos los caudales desalojados, alrededor de los 20 m/s por maquinaEstn ubicadas en zonas de alta montaa, donde aprovechan el agua de los torrentes que suelen desembocar en lagos naturalesSe usan exclusivamente turbinas Pelton y Francis, que reciben agua a travs de conductores de gran longitud

  • Se consideran a las centrales cuyos saltos hidrulicos estn comprendidos entre 200 y 20 m aproximadamente, desaguando caudales de hasta 200 m/s por cada turbina. Depende de embalses relativamente grandes, formado en valles de media montaaPreferentemente, las turbinas utilizadas son del tipo Francis y Kaplan, pudindose tratarse de turbinas Pelton para saltos de mayor altura, dentro de los mrgenes establecidosCentrales de Media Presin

  • Centrales de Baja PresinAqu se encuentras las centrales asentadas en valles amplios de baja montaa, el salto hidrulico es inferior a 20 m, estando alimentado cada maquina por caudales que pueden superar los 300 m/sPara estas alturas y caudales, resulta apropiada la instalacin de turbinas Francis y especialmente turbinas Kaplan

  • Nivel y CotaCaudal y AforoSalto de aguaSalto BrutoSalto tilEmbalse PresasConceptos Hidrulicos

  • El nivel es la horizontalidad constante de la superficie del terreno, o la que adquiere la superficie libre de lquidos.Cota es el valor de la altura a la que se encuentra una superficie o punto respecto del nivel del marNivel y Cota

  • Caudal es la cantidad de liquido, expresada en metros cbicos o litros, que circula a travs de cada una de las secciones de una conduccin abierta o cerrada, en la unidad de tiempo Q = S vQ = Caudal en metros cbicos por segundo (m/s)S = Seccin en metros cuadrados (m)v = Velocidad del liquido en m/s a travs de la seccin considerada. En definitiva el espacio recorrido por la masa liquida, a partir de dicha seccin, en la unidad de tiempoCaudal y Aforo

  • Se denomina Aforo, a la operacin mediante la cual se mide el valor de un caudal. Las mediciones se pueden efectuar en funcin a la seccin del conducto, la velocidad media del liquido, de la altura de lamina o calado, de las presiones en determinados puntos, etc..Para la determinacin de caudales se emplean aparatos tales como tubos de Ventura y de Pitot, molinetes del modelo Woltmann o similares, etc.Caudal y Aforo

  • Aparatos de Medicin de CaudalesSe representan las disposicin de molinetes en canales y ros, para hallar las velocidades medias de las corrientes, obtenindose mediciones de gran precisin en poco tiempo; la colocacin se realiza segn planos, transversales a los sentidos de circulacin del aguaPara lograr la mxima fiabilidad de los datos aportados por los molinetes, estos han de situarse en ramas de gran robustez, siempre que sea factible, a fin de evitar vibraciones o deformaciones que afecten a los valore obtenidos

  • Salto de AguaEs el paso brusco o cadas de masas de agua desde un nivel, mas o menos constante, a otro de nivel inferior. Numricamente se identifica por la diferencia de cota, o de nivel (altura de salto o salto) cuyo valor se da en metros.Ejm: 684 m 599m = 85 mCuando el cauce del rio tiene fuertes desniveles. Se forman cascadas o cataratas, que representan ejemplos evidentes de saltos naturales. Para fines industriales y debido al control que se puede ejercer sobre el agua, se recurre a los saltos creados por el hombre

  • El Salto bruto es tambin llamado salto real o total y se representa por la letra HEn valor numrico equivales a la diferencia de nivel entre el agua embalsada y el nivel aparentemente uniforme, de la corriente de agua que se establece una vez que sta ha recorrido todas las conducciones que salvan el salto de agua

    Salto Bruto y Salto tilEl salto til es tambin denominado salto neto (H`) corresponde a un valor menor que el salto bruto, ya que se obtiene restando de ste todas las perdidas de carga o altura J que se originan en su totalidad del recorrido

  • Un embalse resulta de almacenar todas las aguas que afluyen dentro de un territorio sobre el que esta enclavado (cuenca vertiente) con el fin de poderlas encauzar para una adecuada utilizacin segn las necesidades exigidas por la instalacin.Las dimensiones del embalse, dependen de los caudales aportados por el rio embalsado y sus afluentes, de los periodos de avenidas o estiaje y , fundamentalmente, de las caractersticas de produccin de la central para la cual se formaEmbalse

  • Presas