OPERACIN Y MANTENIMIENTO DE CENTRALES HIDROELECTRICAS

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA

INDICECAPITULO IINDICE2

CAPITULO IIINTRODUCCION2

CAPITULO IIIMEMORIA DESCRIPTIVA3 I. Objetivos31.1.Generales 31.2.Especficos3

CAPTULO IVDESCRIPCION DE LA INFRAESTRUCTURA...4 I.- PRESA....4 II.-CONDUCCIONES............4 III.-DESTRUCTORES DE ENERGA............4 IV.- SALA DE MQUINAS....5 V.- TURBINA.....6 VI.- ALTERNADOR.........6 VII.- REBOSADEROS..6

CAPTULO VDESCRIPCION DE LOS PROCESOS DE OPERACION 8 I.- PRESA8 II.- TOMA DE AGUA 9 III.- COMPUERTAS9 IV.- REJAS Y RENJILLAS 10 V.- DESARENADOR11 VI.- CANALES Y GALERIA DE CONDUCCION 12 VII.- CAMARA DE CARGA12 VIII.- VALVULA DE COMPUERTA 13 IX.- GENERADOR 13

CAPTULO VICARACTERISTICAS TECNICAS DE FUNCIONAMIENTO 8 I.- CENTRAL HIDROELECTRICA DE CHIMAY8 II.- CENTRAL HIDROELECTRICA DE YANANGO 9

CAPTULO VIIAPLICACIONES EN LA ACTIVIDAD INDUSTRIAL O DE SERVICIO 8 I.- SISTEMA INTERCONECTADO CENTRO NORTE8 II.- SISTEMA INTERCONECTADO SUR 9

CAPTULO VIIIPROCESO DE MANTENIMIENTO CORRECTIVO, PREVENTIVO Y PREDICTIVO 8

CAPTULO IXCUADRO DE FALLAS POSIBLES Y DE LAS ACCIONES CORRECTIVAS A APLICARSE 8 I.- DIAGNOSTICO Y DETECCION DE FALLAS EN TURBINAS8 II.- DIAGNOSTICO Y DETECCION DE FALLAS EN GENERADORES SINCRONICOS TRIFASICOS 9 III.- DIAGNOSTICO Y DETECCION DE FALLAS EN LA FUNDACION9 CAPTULO XREFERENCIA BIBLIOGRAFICA 14

INTRODUCCION II

Antiguamente el Hombre de Mantenimiento estaba asociado con la incompetencia, las duras jornadas de trabajo e inclusive confinado a estar en el ltimo rincn de la planta; pero actualmente este concepto ha sido cambiado en varias Plantas Industriales en la que las Gerencias han enfocado un concepto Tcnico Administrativo. Es por esta razn que se trata en la actualidad de incrementar la confiabilidad del Sistema de Produccin, realizando actividades: de planeacin, organizacin, direccin y ejecucin de mtodos para el buen mantenimiento de equipos.

Se entiende por Mantenimiento a una funcin a la que se encomienda el control del estado de las instalaciones de todo tipo, tanto las productivas como las auxiliares y de servicios. En ese sentido se puede decir que el mantenimiento es el conjunto de acciones necesarias para conservar o restablecer un sistema en un estado que permita garantizar su funcionamiento a un coste mnimo.

Con el aumento del tamao de las fbricas y viendo la importancia que supona el mantenimiento de las instalaciones, los talleres se fueron integrando dentro de las organizaciones. Se empez a diferenciar entre personal de produccin y personal de mantenimiento.

El objetivo del presente trabajo es definir todos los parmetros de mantenimiento que se dan para una central hidroelctrica. Para ello se iniciara desde un enfoque global de las centrales hidroelctricas, hasta un enfoque particular como es una central hidroelctrica ms cercana a la localidad.

CAPITULO IIIMEMORIA DESCRIPTIVA

I. OBJETIVOS.1.1. Generales.Familiarizar al alumno con el anlisis, operacin y funcionamiento de las centrales Hidroelctricas definiendo los parmetros de operacin y mantenimiento que se dan para una central hidroelctrica. . Para ello se iniciara desde un enfoque global de las centrales hidroelctricas, hasta un enfoque particular como es una central hidroelctrica ms cercana a la localidad.

1.2. Especficos.

Conocer el funcionamiento y todos los mecanismos y sistemas q operan en una planta hidroelctrica.

Identificar cules son las partes ms sensibles de todo el sistema, y as clasificar las partes que se deben priorizar en un anlisis de mantenimiento.

Enfocar particularmente como es una central hidroelctrica ms cercana a la localidad.

CAPITULO IVDESCRIPCION DE LA INFRAESTRUCTURA.

Unacentral hidroelctrica es una instalacin que permite aprovechar las masas de agua en movimiento que circulan por los ros para transformarlas en energa elctrica, utilizando turbinas acopladas a los alternadores.Segn la potencia instalada, las centrales hidroelctricas pueden ser: Centrales hidrulicas de gran potencia: ms de 10MW depotencia elctrica. Minicentrales hidrulicas: entre 1MW y 10MW. Microcentrales hidroelctricas: menos de 1MW de potencia.

La presa, que se encarga de contener el agua de un ro y almacenarla en unembalse. Rebosaderos, elementos que permiten liberar parte del agua que es retenida sin que pase por la sala de mquinas. Destructores de energa, que se utilizan para evitar que la energa que posee el agua que cae desde los salientes de una presa de gran altura produzcan, al chocar contra el suelo, grandes erosiones en el terreno. Bsicamente encontramos dos tipos de destructores de energa: Los dientes o prismas de cemento, que provocan un aumento de la turbulencia y de los remolinos. Los deflectores de salto de esqu, que disipan la energa haciendo aumentar la friccin del agua con el aire y a travs del choque con el colchn de agua que encuentra a su cada.

Sala de mquinas. Construccin donde se sitan las mquinas (turbinas, alternadores) y elementos de regulacin y control de la central. Turbina. Elementos que transforman en energa mecnica laenerga cinticade una corriente de agua. Alternador.Tipo degenerador elctrico destinado a transformar la energa mecnica en elctrica. Conducciones.La alimentacin del agua a las turbinas se hace a travs de un sistema complejo de canalizaciones.

En el caso de loscanales, se pueden realizar excavando el terreno o de forma artificial mediante estructuras de hormign. Su construccin est siempre condicionada a las condiciones geogrficas. Por eso, la mejor solucin es construir untnel de carga, aunque el coste de inversin sea ms elevado.La parte final del recorrido del agua desde la cmara de carga hasta las turbinas se realiza a travs de unatubera forzada. Para la construccin de estas tuberas se utiliza acero para saltos de agua de hasta 2000my hormign para saltos de agua de 500m.

Vlvulas,dispositivos que permitencontrolar y regular la circulacin del aguapor las tuberas.

Chimeneas de equilibrio: son unos pozos de presin de las turbinas que se utilizan para evitar el llamado golpe de ariete,que se produce cuando hay un cambio repentino de presin debido a la apertura o cierre rpido de las vlvulas en una instalacin hidrulica.

3.1. La presaLa presa es el primer elemento que encontramos en una central hidroelctrica. Se encarga de contener el agua de un ro y almacenarla en unembalse.Con la construccin de una presa se consigue un determinadodesnivel de agua, que es aprovechado para conseguir energa. La presa es un elemento esencial y su forma depende principalmente de la orografa del terreno y del curso del agua donde se tiene que situar.Las presas se pueden clasificar, segn el material utilizado en su construccin, en presas de tierray presas de hormign.Las presas de hormign son las ms resistentesy las ms utilizadas. Hay tres tipos de presas de hormign en funcin de su estructura: Presas de gravedad. Son presas de hormign triangularescon una base ancha que se va haciendo ms estrechaen la parte superior. Son construcciones de larga duracin y que no necesitan mantenimiento. La altura de este tipo de presas est limitada por la resistencia del terreno. Presa de vuelta.En este tipo de presasla pared es curva. La presin provocada por el agua se transmite ntegramente hacia las paredes del valle por el efecto del arco. Cuando las condiciones son favorables, la estructura necesita menos hormign que una presa de gravedad, pero es difcil encontrar lugares donde se puedan construir. Presas de contrafuertes. Tienen una pared que soporta el agua y una serie de contrafuertes o pilares de forma triangular, que sujetan la pared y transmiten la carga del agua a la base.En general, se utilizan en terrenos poco estables y no son muy econmicas.3.2. La turbina hidrulicaLas turbinas hidrulicas son el elemento fundamental para el aprovechamiento de la energa en las centrales hidrulicas. Transforman en energa mecnica la energa cintica (fruto del movimiento) de una corriente de agua.Su componente ms importante es elrotor, que tiene una serie de palas que son impulsadas por la fuerza producida por el agua en movimiento, hacindolo girar.Las turbinas hidrulicas las podemos clasificar en dos grupos: Turbinas de accin. Son aquellas en las que la energa de presin del agua se transforma completamente en energa cintica. Tienen como caracterstica principal que el agua tiene la mxima presin en la entraday la salida del rodillo.Un ejemplo de este tipo son lasturbinas Pelton. Turbinasde reaccin.Son las turbinas en que solamente una parte de la energa de presin del agua se transforma en energa cintica. En este tipo de turbinas, el agua tiene una presin ms pequea en la salida que en laentrada.Un ejemplo de este tipo son lasturbinas Kaplan.Las turbinas que se utilizan actualmente con mejores resultados son lasturbinasPelton, Francis y Kaplan. A continuacin se enumeran sus caractersticas tcnicas y sus aplicaciones ms destacadas:

Turbina Pelton. Tambin se conoce con el nombre deturbina de presin. Son adecuadas para lossaltos de gran altura y para los caudales relativamente pequeos. La forma de instalacin ms habitual es ladisposicin horizontal del eje.

Turbina Francis. Es conocida comoturbina de sobrepresin, porque la presin es variable en las zonas del rodillo. Las turbinas Francis se pueden usar ensaltos de diferentes alturas dentro de un amplio margen de caudal, pero son de rendimiento ptimo cuando trabajan en un caudal entre el 60 y el 100% del caudal mximo.Pueden ser instaladas con el eje en posicin horizontal o en posicin vertical pero, en general, la disposicin ms habitual es la deeje vertical.

Turbina Kaplan. Son turbinas de admisin total y de reaccin. Se usan ensaltos de pequea altura con caudales medianos y grandes. Normalmente se instalan con el eje en posicin vertical, pero tambin se pueden instalar de forma horizontal o inclinada.

En el siguiente juego interactivo puedes comprender mejorla relacin entre el caudal y la altura en las centrales hidroelctricas.

CAPITULO VDESCRIPCION DE LOS PROCESOS DE OPERACINFuncionamiento de una central hidroelctricaLapresa, situada en el curso de un ro, acumula artificialmente un volumen de agua para formar un embalse. Eso permite que el agua adquiera unaenerga potencialque despus se transformar en electricidad.Para esto, la presa se sita aguas arriba, con unavlvulaque permite controlar la entrada de agua a la galera de presin; previa a una tubera forzada que conduce el agua hasta la turbina de la sala de mquinas de la central.El agua a presin de la tubera forzada vatransformando su energa potencial en cintica(es decir, va perdiendo fuerza y adquiere velocidad). Al llegar a la sala de mquinas el agua acta sobre los labes de la turbina hidrulica, transformando su energa cintica en energa mecnica de rotacin.El eje de la turbina est unido al delgenerador elctrico, que al girar convierte la energa rotatoria en corriente alterna de media tensin.El agua, una vez ha cedido su energa, es restituida al ro aguas abajo de la central a travs de un canal de desage.5.1. PRESASe llama presa en general a una construccin que se levanta en el lecho del ro para atajar el agua, produciendo una elevacin de su nivel que permite la derivacin de ella, o bien para almacenar el agua regulando el caudal del ro. Por el objeto para que estn construidas, las presas se dividen en dos grandes grupos:

Presas de derivacin. Presas de embalseEn realidad, las presas casi siempre tienen una funcin mixta; se denominarn presas de derivacin, o, en su caso, presas de embalse si el efecto predominante es la elevacin del nivel de agua para su desviacin o, por el contrario, de embalse si siempre tienen un caudal disponible. Es una construccin que se alza sobre el suelo del ro y perpendicular a su direccin, para que permita la derivacin de ella (presas de derivacin), o bien para almacenar el agua (presas de embalse).

5.2. TOMA DE AGUAZona donde se capta el agua necesaria para el accionamiento de las turbinas. Las tomas de agua se hallan en la pared anterior de la presa que entra en contacto con el agua embalsada. Adems existen algunos elementos que proporcionan mejor proteccin contra elementos no deseados en el caudal como son desperdicios y objetos slidos que perjudicaran a la turbina:

Fig.5.2.1. Ejemplo de toma de agua.

5.3. COMPUERTASSirven para regular la cantidad de agua que llega a las turbinas ya que si sta es superior al caudal nominal podra producir inundaciones o sobrepasar la mxima presin que puede soportar la galera de aduccin.

Fig.5.3.1. Ejemplo de compuertas en la presa de Almarail (Espaa).

5.4. REJAS Y RENJILLAS.Las aperturas por donde entra el agua mediante las compuertas estn protegidas para evitar el paso de cuerpos en suspensin o flotacin, de estos se encargan las rejas y rejillas, filtrando el agua de elementos grandes la reja y de elementos ms fino la rejilla; no dejan pasar elementos que deterioraran los labes y producir desperfectos a la turbina. Estas rejas y rejillas necesitan de un mantenimiento peridico pues los restos atascados durante el filtrado pueden acumularse y ocasionar perdida del caudal adems de llegar al punto de no dejar pasar el agua, especialmente en pocas de avenida.

Las rejas se clasifican en gruesas y finas. Las primeras estn constituidas por barrotes metlicos que dejan entre si un espacio de 5 a 25 centmetros e impiden la penetracin de cuerpos de regular tamao en la tubera, casi siempre productos leosos del campo o del monte (y en los sitios del clima riguroso, tmpanos de hielo) Las rejas finas son las que en realidad protegen ms a fondo los elementos de las turbinas. La distancia entre los barrotes es menor, slo de 30 mm. Las rejas se colocan con una cierta inclinacin.

Fig.5.4.1. Inclinacin de las rejas5.5. DESARENADOR.Este elemento se encargar de la eliminacin de partculas minsculas despus del filtrado en las rejas y rejillas; el sistema de funcionamiento de este filtrado se basa en la disminucin de la velocidad del caudal, dando lugar a que las partculas como son la tierra, piedras pequeas y arenilla se asienten en el fondo del desarenador, el cual desfoga todas estas partculas mediante unas compuertas que los devuelven al cauce del ri; as el agua queda limpia en un porcentaje apreciable disminuyendo el desgaste de la turbina. Las pozas de decantacin de los desarenadores, cuyas formas y tamao pueden ser muy distintos, trabajan todas sin embargo segn el principio de reducir la velocidad del agua hasta 20-30 cm/s, aprovechando una seccin transversal oportuna; las partculas slidas, en el recorrido del agua de un extremo a otro de la poza, cuyo largo puede alcanzar unos 50-70 metros, se depositan en el fondo y pueden ser peridicamente evacuadas por medio de purgas y lavados en la misma poza.

Fig.5.5.1. Corte transversal del desarenador.

5.6. CANALES Y GALERIA DE CONDUCCION.El transporte del agua desde las obras de captacin hasta el comienzo de la tubera forzada est asegurado, segn los tipos de instalacin, por canales y galeras de pelo libre o por galeras de presin. El largo y la seccin dependen de las caractersticas de la instalacin. Generalmente tienen pendientes de 1,5 hasta 3 por mil con velocidad del agua de 2 3 m/s. Un estudio exhaustivo permite determinar el recorrido del canal o tnel que deben obviamente evitar terrenos demasiado accidentados, rocas descompuestas, localidades urbanizadas, etc. El agua circula debido a los ligersimos desniveles entre sus extremos (velocidades pequeas) Son construidas de hormign con juntas de dilatacin (cambio de temperatura).

Fig.5.6.1. Canal y galera de aduccin.5.7. CAMARA DE CARGA.En las centrales alimentadas a travs de un canal o una tubera de pelo libre, el agua conducida por la obra de transporte pasa a travs de una cmara de carga antes de penetrar en la conduccin forzada. Esta cmara de carga, en forma de pequeo reservorio excavado en el interior del cerro, est prevista de rejillas y compuertas y tiene sobre todo la funcin de volante en caso de variaciones repentinas en la carga. En efecto, si la turbina requiere por ejemplo un aumento instantneo del 30 % de la carga, el mayor caudal no puede ser entregado de inmediato por el canal aductor y se tomara de la cmara de carga.

Fig.5.7.1. Cmara de carga

5.8. VALVULA DE COMPUERTA.Como observacin hacemos notar que las vlvulas de este tipo llevan un dispositivo de by-pass que permite el paso del agua de una a otra cara de la pantalla de la vlvula, as que una vez equilibradas de este modo las presiones de ambas caras, la compuerta puede levantarse con menor esfuerzo. Cuando tienen dimensiones importantes, estas vlvulas se maniobran por medio de un servomotor, que funciona con la presin del agua procedente de la tubera forzada y que debe ser limpia y que no debe llevar arena que puede perjudicar el funcionamiento de los cilindros y mecanismo del servomotor. Por estas razones a veces se emplea aceite en presin en lugar del agua decantada en la tubera.

5.9. GENERADOR.El alternador o generador de corriente alterna es una mquina rotativa que transforma la energa mecnica de la turbina en energa elctrica, mediante fenmenos de induccin. Un alternador consta de dos partes fundamentales, el inductor que es el que crea el campo magntico y el inducido que es el conductor, el cual es atravesado por las lneas de fuerza de dicho campo, generando corriente alterna. En las grandes mquinas el inductor siempre est constituido por electroimanes, cuya corriente de alimentacin o excitacin proviene de un generador de corriente continua auxiliar o de la propia corriente alterna generada por el alternador convenientemente rectificada. El alternador acoplado al eje de la turbina genera una corriente alterna de alta intensidad y baja tensin, esta corriente posteriormente pasa a un transformador que la convierte en alta tensin y baja corriente para su transporte.

Fig.5.9.1. Generador

CAPITULO VICARACTERSTICAS TCNICAS DE FUNCIONAMIENTONo se definir la capacidad, presin en las tuberas de fuerza o potencia generada, entre otras caractersticas tcnicas, que ya sabemos su definicin gracias a los cursos que con anterioridad fueron llevados, por lo que ahora nos enfocaremos en mencionar los datos tcnicos de la central hidroelctrica chimay, ubicada en Junn a media hora de la ciudad de san ramn chanchamayo a la cual podramos tener acceso si se da la facilidad de viajar, para corroborar los datos encontrados en internet, antes de continuar se especifica que los datos que sern mencionados no son de nuestra autora, ya que una visita tcnica a la central hidroelctrica ms cercana no ser posible por motivos burocrticos.

6.1. CENTRAL HIDROELECTRICA CHIMAY

CENTRAL C.H. Chimay

EMPRESA EDEGEL

UBICACIN

Departamento: JunnProvincia: JaujaDistrito: MonobambaLocalidad: Los AngelesAltitud (msnm): 1321Sistema elctrico: SEIN

TIPO DE GENERACIN

Generacin: HidrulicaFig.6.1.1. Casa de maquinas

Grupos: 2 Potencia instalada (MW): 72.03Potencia efectiva (MW): 70.503Ao puesta servicio: 2000

CARACTERSTICAS TCNICAS

Salto bruto (m): 219Salto neto (m): 192Caudal de diseo (m/s): 82Potencia de diseo (MW): 72.03Represa: Chimay Volumen embalse (miles m): 1500Ro: TulumayoSistema de aduccin: Tnel a presinTuberas 1Fig.6.1.2. Presa y embalse Tulumayo

TURBINA

Identificacin: G-1 G-2Marca: KVAERNER TURBIN KVAERNER TURBINRevoluciones (RPM): 400 400Potencia nominal (MW): 72.03 72.03Salto neto (m): 192 192Tipo: Francis FrancisEje: Vertical VertialCaudal de diseo (m/s): 41 41Ao puesta servicio: 2000 2000 Fig.6.1.3. Cmara de carga Fig.6.1.4. Eje de acoplamiento Gen Turb.

GENERADOR

Identificacin: G-1 G-2Marca: VA TECH ELIN VA TECH ELINRevoluciones (RPM): 400 400Potencia aparente (MVA): 84 84Potencia nominal (MW): 71.4 71.4Potencia efectiva (MW): 71.4 71.4Tensin salida (kV): 13.8 13.8Corriente de salida (A): 1080 1080Factor de potencia: 0.85 0.85Frecuencia (Hz): 60 60Ao puesta servicio: 2000 2000

Fig.6.1.3. Sala de mquinas - generadores

TRANSFORMADOR

Denominacin: T-1 T-2 T-3Marca: ELIN ELIN ELINTipo/Modelo: 3-Monofsicos 3-Monofsicos 3-MonofsicosRelacin de tensin: 230/13.8kV 230/13.8kV 230/13.8kVTensin primaria (V): 13 800 13 800 13 800Tensin secundaria (V): 230 230 230Potencia nominal (MVA): 56 56 56Frecuencia (Hz): 60 60 60Grupo de conexin: Ynd5 Ynd5 Ynd5Ao puesta servicio: 2000 2000 2000

6.2. CENTRAL HIDROELECTRICA DE YANANGO

CENTRAL C.H. YanangoFig.6.2.1. Sala de mquinas

EMPRESA EDEGEL

UBICACIN

Departamento: JunnProvincia: Chanchamayo Distrito: San RamnLocalidad: San RamnAltitud (msnm): 1716Sistema elctrico: SEIN

TIPO DE GENERACIN

Generacin: HidrulicaFig.6.2.2. Represa y bocatoma

Grupos: 1Potencia instalada (MW): 42.607Potencia efectiva (MW): 39.571 Ao puesta servicio: 2000

CARACTERSTICAS TCNICAS

Salto bruto (m): 275Salto neto (m): 244.5Caudal de diseo (m/s): 20Potencia de diseo (MW): 42.607Represa: TarmaRo: TarmaSistema de aduccin: Tunel baja presinTuberas: 1

TURBINA

Identificacin: G-1Marca: ESCHER WYSSRevoluciones (RPM): 450Potencia nominal (MW): 41.954Salto neto (m): 244Tipo: FrancisEje: VerticalCaudal de diseo (m/s): 18Fig.6.2.3. Desarenadores Toma Tarma

GENERADOR

Identificacin: G-1Marca: ABBRevoluciones (RPM): 450Potencia aparente (MVA): 49.81 Potencia nominal (MW): 42.339Potencia efectiva (MW): 42.339Tensin salida (kV): 10Corriente de salida (A): 2876Factor de potencia: 0.85Frecuencia (Hz): 60Ao puesta servicio: 1999

Fig.6.2.4. Patio de llaves y tubera de presin.

Fig.6.2.5. Sala de mquinas - generador

TRANSFORMADOR

Marca: ABB Transformador: 1 - TRIFASICORelacin de tensin: 230/10 KVPotencia nominal: (MVA) 50Grupo de conexin: Ynd5

CAPITULO VIIAPLICACIONES EN LA ACTIVIDAD INDUSTRIAL O DE SERVICIOS.En nuestro pas se utiliza el gran potencial hdrico de los ros, lagos y lagunas para generar la electricidad que utilizamos. Esta generacin hidroelctrica representa el 60% del total de nuestra electricidad. El otro 40% lo generan las centrales trmicas, que trabajan con la fuerza del vapor y cuyo combustible principal es todava el petrleo.

CENTRALES HIDROELECTRICAS DEL PERU:

Las Centrales Hidroelctricas de nuestro pas estn agrupadas en dos sistemas elctricos:

7.1. EL SISTEMA INTERCONECTADO CENTRO NORTE:Es el de mayor capacidad, ya que genera casi 3 mil mega watts. Abastece a las principales ciudades del pas como: Piura, Chiclayo, Trujillo, Chimbote, Huaraz, Hunuco, Tingo Mara, Cajamarca, Huancayo y Lima. La principales centrales hidroelctricas que componen este sistema son:1) Carhuaquero: Ubicada en Cajamarca, aprovecha las aguas del ro Chancay y cuenta con una cada neta de 475 m para generar 75 Megavatios (Mw). Fue puesta en servicio en 1988 y pertenece a la empresa EGENOR S.A..

2) Can del Pato: Ubicada en Ancash, a 120 Km. de Chimbote en la provincia de Huaylas, utiliza las aguas del ro Santa aprovechando una cada de 395 m y generando 154 Mega watts (Mw). Fue puesta en servicio en dos etapas: 1958 y 1981 respectivamente. Pertenece tambin a EGENOR S.A.

3) Gallito Ciego: Ubicada en la provincia de Contumaz, en Cajamarca. Genera 34 Mega watts. Ha sido entregada en concesin definitiva a la empresa Cementos Norte Pacasmayo.

4) Central Hidroelctrica Santiago Antnez de Mayolo: Ubicada en el departamento de Huancavelica, provincia de Tayacaja. Produce 798 Mw, con una cada neta de 748 m tambin con turbinas Pelton. Fue puesta en servicio en dos etapas 1973 y 1979 respectivamente.

5) Restitucin: Esta central recibe las aguas ya utilizadas en la Central Antnez de Mayolo a travs de una cada de 258 m generando 216 Mw. Fue puesta en operacin en 1984. Ambas componen el complejo hidroenergtico ms grande del pas y pertenecen a Electroper S.A.

6) Cahua: Ubicado en Pativilca, al norte de Lima, aprovecha las aguas del ro Pativilca a travs de una cada de 215 m produciendo 41 Mw. Fue puesta en servicio en 1967 y abastece de electricidad a Huacho, Supe, Paramonga, Pativilca y Barranca.

7) Huinco: Es la principal central hidroelctrica de Lima. Su produccin es de 262 Mw a travs de 4 generadores. La cuenca hdrica que abastece a Huinco es recogida de las lagunas de Marcapomacocha y Antacoto a 5 mil m.s.n.m. Las aguas son derivadas a travs de una cada neta de 1.245 m para ser absorbidas por 8 turbinas Pelton. Fue puesta en operacin en 1965. Adems de Huinco, otras centrales hidroelctricas abastecen a la ciudad de Lima. Todas ellas Pertenecen a la empresa EDEGEL S.A.:

Central Matucana: Construida en 1971, genera 120 Mw. con una cada de 980 m.

Central Moyopampa: Inaugurada en 1951 genera 63 Mw. con una cada de 460 m.

Central Callahuanca: Puesta en servicio en dos etapas 1938 y 1958 respectivamente y genera 71 Mw. con una cada de 426 m.

Central Huampan: Puesta en servicio 1962, genera 31 Mw con una cada de 185 m.

7.2. EL SISTEMA INTERCONECTADO SUR:

Suministra energa a una poblacin de ms de millones de habitantes. Entre las principales ciudades que abastece estn Arequipa, Cusco, Tacna, Moquegua, Juliaca, Ilo y Puno. En este Sistema Interconectado con 711 kilmetros de lneas de transmisin se hallan las siguientes centrales hidroelctricas:

1) Charcani: Ubicada en Arequipa, esta central es una de las ms modernas del pas. Fue inaugurada en 1988. Genera 136.8 Mw con una cada de agua de 690 m y pertenece a la Empresa EGASA.

2) Machu Picchu: Ubicada en la provincia de Urubamba cerca a las ruinas de Machu Picchu en el Cusco. Genera 110 Mw y su cada neta es de 345 m. Esta Central trabaja con turbinas tipo Francis y fue puesta en servicio en 3 etapas: 1964, 1972 y 1984 respectivamente. En la actualidad esta central se encuentra inoperativa por los graves daos ocasionados por el aluvin sufrido durante la temporada del fenmeno de El Nio de febrero de 1998.

3) Aricota 1 y 2: Se localizan en la provincia de Candarave, en el departamento de Tacna. Aricota I fue construida en 1967 y en la actualidad produce 23.80 Mw con una cada de agua de 617 m a travs de un sistema de turbinas Pelton. Aricota 2 genera 11.9 Mw. Estas centrales pertenecen a la empresa EGESUR S.A.

4) San Gabn: Ubicada en la provincia de Carabaya, en el departamento de Puno. Es una moderna central que genera 110 Mw de potencia.

Can del Pato: joya de la ingeniera ancashina

Carhuaquero: energa limpia en el norte del PerDuke Energy Per desarrolla una activa gestin responsable que busca lograr el desarrollo sostenible de las zonas vinculadas a sus operaciones.

CAPITULO VIIIPROCESO DE MANTENIMIENTO CORRECTIVO Y PREVENTIVO Y PREDICTIVO

CAPITULO IXCUADRO DE FALLAS POSIBLES Y DE LAS ACCIONES CORRECTIVAS A APLICARSE

9.1. Diagnstico y deteccin de fallas en turbinasPara poder detectar rpidamente algunos problemas que surgen en la turbina la Tabla 9.1 muestra los modos de fallas tpicos y signos de avera que generalmente se presentan en una turbina.

Tabla 9.1: Modos de fallas tpicos y signos de avera en turbinas Francis

Modos de fallasSignos de averias

DeformacinEje de la turbina pandeado

Corrosin

Material de la turbina picado Babbitt del cojinete exfoliado

Separacin

Alabes de la turbina fracturados (fragilidad) Alabes de la turbina agrietados Eje de la turbina agrietado Turbina fisurada (intercristalina) Turbina fracturada por desgaste Eje de la turbina fracturado por desgaste

Calidad del material

Turbina envejecida Material de la turbina degradado Material de la turbina deteriorado

Desplazamiento

Fijacin de la turbina aflojada Turbina desalineada Cojinete de turbina mal ajustado Presin excesiva del sello del eje

Desgaste

Segmentos de cojinetes desgastados Turbina cavitada

Para poder relacionar los modos de falla y las propiedades de la turbina es posible utilizar la Tabla 9.1.

Tabla 9.2: Relacin entre modos de falla y propiedades de la turbina

Propiedades

Signos de avera 12345

Eje de turbina pandeado

Material de la turbina picado

Cangilones de la turbina fracturados (fragilidad)

Cangilones de la turbina agrietados

Turbina fisurada (intercristalina)

Turbina fracturada por desgaste

Turbina envejecida

Material de la turbina degradado

Material de la turbina deteriorado

Fijacin de la turbina aflojado

Turbina desalineada

Turbina cavitada

1. Apertura del distribuidor (%) 2. Vibraciones 3. Temperatura 4. Fugas de agua 5. Cavitacin de la turbina

9.2. Diagnstico y deteccin de fallas en generadores sincrnicos trifsicosPara poder detectar rpidamente algunos problemas que se surgen en el generador la Tabla 4.3 muestra los modos de fallas tpicos y signos de avera que generalmente se presentan en generadores sincrnicos trifsicos.

Tabla 9.3: Modos de fallas tpicos y signos de avera en generadores sincrnicos trifsicos

Para poder relacionar los modos de falla y las propiedades del generador puede ser utilizada la Tabla 9.4.

9.3. Diagnstico y deteccin de fallas en la fundacinLos tneles y tuberas de presin debern ser vaciados e inspeccionados a lo largo de su longitud, verificando las condiciones de las paredes. La existencia de sedimentacin en el fondo dar una idea de las condiciones de la presa. Si se han producido desprendimientos del tnel de aduccin, la posibilidad de revestirlo deber ser analizada. Las inspecciones externas del tnel, se debern hacer para verificar las posibles prdidas que pudieran existir. Es importante determinar la cada de presin en la tubera la cual establecer si la misma corresponde a los valores de diseo.Mediante la Tabla 4.5 es posible identificar los modos de fallas tpicos y signos de avera que generalmente se presentan la fundacin.

Tabla 9.4: Modos de fallas tpicos y signos de avera en la fundacin

Modos de falla Signos de avera

Fisuras o grietas por accin de la variacin trmica ambiental Dilatacin de los elementos sujetos a los cambios de temperatura. Fisuracin de los elementos que restringen la dilatacin. Carbonatacin, deterioro del concreto

Erosin Desgaste superficial Corrosin de la armadura (Francis - caracol)

Por acciones biolgicas Degradacin de la estructura Prdida de masa y de resistencia

Fracturas por exceso de tensin esttica, dinmica o vibratoria. Formacin de fisuras dependiendo del grado de anclaje de la estructura Compresin excesiva sobre la estructura (aplastamiento)

CAPTULO VREFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Modernizacin del mantenimiento preventivo de las turbinas pelton de la central hidroelctrica juan carosio moyobamba tesis de grado uni 2006. Organizacin y supervisin del mantenimiento en centrales hidroelctricas (online) Documentacin de mantenimiento central hidroelctrica abanico, ecuador, 2007. Manuales, operacin y mantenimiento hidroabanico, sipetrol, 2008. http://es.wikipedia.org/wiki/central_hidroel%c3%a9ctrica#funcionamiento http://www.endesaeduca.com/endesa_educa/recursos-interactivos/produccion-de-electricidad/xi.-las-centrales-hidroelectricas Rehabilitacin de fuentes renovables de energa hidroelctricas, reporte final.

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