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INSTALACIONES COMPLEMENTARIAS DE UNA CENTRAL
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CAPÍTULO VII
INSTALACIONES COMPLEMENTARIAS DE UNA CENTRAL
7.1 INSTALACIONES DE MEDIDA Y CONTROL
Adosado al edificio de la nave central, van dispuestos en lugar apropiado, los
cuadros de distribución, donde se disponen; los relés de protección, los
aparatos de medida, de comprobación y de maniobra.
Los aparatos de medida son alimentados por transformadores de tensión o de
intensidad, o por ambos a la vez cuando dichos aparatos llevan bobinas
amperimétricas y voltimétricas.
Tanto los amperímetros como los voltímetros, son de funcionamiento
electromagnético y fabricados para 5 amperios y 110 voltios. La graduación de
los aparatos responde a la relación de transformación adecuada de los
transformadores de medida. Para los circuitos de corriente continua
(excitatrices, baterías de acumuladores etc.), se utilizan aparatos de medida de
imán permanente, con escala uniforme. En los amperímetros se emplean
shunts, y los voltímetros exigen la adición de resistencias.
Los fasímetros que miden el factor de potencia son asimismo del tipo de
inducción, y permiten apreciar en sus escalas las lecturas con intensidades en
avance o retraso.
Los frecuencímetros son del tipo de lengüetas vibrantes. Permiten apreciar
lecturas de 0,25 períodos por segundo. Puede emplearse un frecuencímetro
único para todos los alternadores, dotando a este de un conmutador apropiado
que permita conectar el aparato a cada uno de los generadores. También se
utilizan los frecuencímetros de aguja.
No es preciso emplear registradores mas que para computar la energía
consumida (Kwh y kvar), y asimismo algunas veces es necesario hacerlo para
la frecuencia. Señalan estos aparatos el trazo sobre un el rollo de papel que
tiene movimiento mediante un mecanismo de relojería.
También se disponen, en estos cuadros, los aparatos necesarios para el
acoplamiento en paralelo de los generadores como: Sincronoscopio, o el
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sistema de doble voltímetro con dos frecuencímetros y un voltímetro de cero
para observar la coincidencia de tensión, de fase y de frecuencia, con lo cual se
puede efectuar la maniobra de acoplamiento de los alternadores. En algunas
centrales de importancia el acoplamiento se realiza automáticamente.
En los edificios de centrales, se instalan además de los relés, los aparatos de
comprobación que se colocan también en los cuadros y son los siguientes:
a) Dispositivos necesarios para conocer a distancia la temperatura de la
máquina, provistos de relés de señalización, y también para la temperatura
del alternador.
b) Dispositivos para observar a distancia, por medio de la señalización
correspondiente, la circulación del agua y del aire de enfriamiento.
c) Aparatos indicadores y registradores del nivel de agua en el embalse o en
la cámara de presión, y si es necesario para indicar o registrar el caudal
valiéndose de un venturímetro.
Los aparatos para las maniobras pueden ser:
d) Dispositivos para mandar a distancia las válvulas de apertura y cierre de
las tuberías forzadas y del distribuidor de las turbinas.
e) Dispositivos para variar las velocidades de las respectivas turbinas y los
limitadores de carga de las mismas, así como los que sirven para aumentar
o disminuir el número de resistencias del reóstato de excitación.
f) Los mandos a distancia de los interruptores y de los seccionadores (si es
que estos últimos llevan dispositivo para ello.
g) Los reguladores automáticos y de tensión, que reparten, a su vez, la carga
activa y reactiva en cada uno de los grupos.
El conjunto de aparatos y mandos se sitúa en los plafones verticales de los
cuadros de distribución (Fig. 7.1) y en los pupitres (Fig. 7.2 y 7.3),
generalmente; teniendo además en cuenta que en cada panel se sitúan los
aparatos y mandos correspondientes a un solo grupo de la maquinaria. Los
correspondientes a los pupitres son los siguientes:
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a Megavatímetro
b Megakilovolti-amperímetro (Potencia reactiva)
c Amperímetro indicador del equilibrio de excitación.
d Indicador de posición del reóstato de campo.
e Pulsador para el cierre total de emergencia, que realiza a la vez las
siguientes operaciones: cierre de la válvula de entrada de agua a la
turbina; cierre del distribuidor de agua en la turbina; corte de la
excitación del alternador; y apertura del interruptor del alternador, o
de la salida de la línea (caso de trabajar en bloque con el
transformador)
Fig. 7.1 Cuadro de distribución situado en el piso de las excitatrices.
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f Pulsador que sirve para poner en actividad las botellas de anhídrido
carbónico para caso de incendio.
g Mando para limitar la carga de la turbina.
h Mando para accionar el motor variador de velocidades de la turbina.
i Mando selector de la excitación, es decir, para que esta se realice a
mano o automáticamente.
j Mando para gobernar la excitación (mas o menos).
k Mando sobre el reostato de campo.
l Mando del interruptor (Abrir o cerrar).
Fig. 7.2 Pupitres de control planta Santa Isabel
En el piso donde se hallan las excitatrices, se instalan unos cuadros de
dimensiones más reducidas, Figuras 7.1 7.2 y 7.3, que llevan unos cuantos
aparatos y mandos, algunos repetidos en el cuadro principal de distribución,
para mayor seguridad en la explotación del servicio. Cada cuadro corresponde
a un grupo turbina generador y van provistos también de lámparas de
señalización. En el esquema del plafón central son (Fig. 7.1).
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Fig. 7.3 Pupitres para el mando de dos grupos (Central de Eume) Al fondo están los
cuadros de distribución.
4 Señalamiento de la posición de las tomas de agua (compuertas), es
decir, si están abiertas o cerradas.
5 Indicación de que la presión en la tubería forzada es normal.
6 Señal de si la válvula de entrada de agua, a la turbina está abierta o
cerrada.
7 Indicación de que es normal la presión en la cámara espiral.
8 Señal de que aceite de los cojinetes circula normalmente.
9 Indicación de que es normal la presión de aceite del regulador.
10 Señal de que los álabes directores del distribuidor están abiertos o
cerrados.
11 Indicación de si la llave maestra de la válvula está abierta o cerrada.
12 Señal de que la válvula by-pass, de la válvula principal, está abierta o
cerrada.
13 Compuerta de toma en marcha para compensar pérdidas.
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Fig. 7.4 Vidrio deslustrado y reóstato de campo
Figura, en el cuadro de referencia, instalado un semáforo que da las siguientes
órdenes procedentes al operador desde la sala de cuadros. (Fig. 7.3)
14 Atención.
15 Prepárese para arrancar.
16 Arrancar.
17 En marcha.
18 Parar.
19 Emergencia.
En los otros paneles (a la derecha y a la izquierda) de la figura 7.3 van las
siguientes señalizaciones.
20 Presión en la espiral de la turbina.
21 Cojinete de la turbina (temperatura).
22 Bomba de aceite del regulador, en funcionamiento.
23 Bomba de agua del refrigerante, en funcionamiento.
24 Soporte superior de guía (Temperatura).
25 Cojinete de empuje (temperatura).
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26 Soporte inferior de guía (Temperatura).
27 Calentador del alternador, en acción (para dar calor al alternador, en
las paradas, con objeto de reducir el grado de humedad en su interior).
28 Anhídrido carbónico (CO2) inoperante.
29 Bomba, accionada por corriente alterna, de los cojinetes en marcha.
30 Placa de aviso para los frenos del alternador.
31 Señala si actúan o no los frenos.
32 Señala que es normal la circulación del agua refrigerante.
aa Indicador de temperatura.
bb Llave selectora del indicador de temperatura.
y Monograma.
x Relé auxiliar de cuatro electrodos para alarma.
w Receptor de ordenes
v Anunciadores de alarmas.
u Relé de tiempo para la bomba de los cojinetes.
t Pulsador para anhídrido carbónico (CO2)
s Pulsador para frenos del alternador.
r Pulsador de emergencia (cierra la válvula y distribuidor, y corta la
excitación con desenganche por medio del interruptor).
q Llave gobernadora de la bomba de los cojinetes.
p Llave gobernadora de la bomba de agua refrigerante.
n Llave gobernadora de la válvula de cierre del distribuidor.
m Llave gobernadora para la bomba del aceite del regulador.
l Llave gobernadora del motor variador de la velocidad de la turbina.
k Llave gobernadora para el limitador de carga.
j Llave maestra para las válvulas principal y del by-pass.
h Llave gobernadora de la entrada de agua en el distribuidor de la
turbina.
g Lámpara blanca indicadora.
f Termómetros para los cojinetes (de mercurio)
e Vatímetro indicador (mide la potencia).
d Termómetro del cojinete de la turbina.
c Manómetro que mide la presión de la cámara espiral.
b Tacómetro (Mide el número de revoluciones del grupo).
Se ha dicho que el dispositivo v corresponde al aviso de alarmas. Sobre un
vidrio deslustrado aparecen en su caso diecisiete alarmas, cada una en su
respectivo lugar, que se alumbra con luz oscilante para llamar la atención del
operador; las alarmas, referidas a los números indicados son las siguientes.
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Fig. 7.5 Panel de control Planta en el Valle de Zongo
1 Baterías de 220 Voltios. Puesta a tierra.
2 Temperatura de los cojinetes (alarma).
3 Temperatura de los cojinetes (disparo).
4 Bomba para el aceite de reserva, en marcha.
5 Sobrevelocidad
6 Regulador, baja presión, disparo.
7 Regulador, baja presión, alarma.
8 Temperatura del aire a la entrada (Refrigeración del alternador).
9 Temperatura del aire a la salida (Refrigeración del alternador).
10 Turbina (bajo nivel de aceite).
11 Caudal de agua de refrigeración en los cojinetes.
12 Han funcionado las botellas de anhídrido carbónico.
13 Caudal de agua en el refrigerador de aire.
14 Falta de aire comprimido en los frenos.
15 Alimentación de aceite del cojinete de guía.
16 Alimentación de aceite del cojinete de empuje.
17 Falta suministro de corriente alterna.
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La alarma se acusa por un zumbido que obliga al operador a pulsar un botón y
en ese momento aparece iluminado el vidrio deslustrado, en la parte
correspondiente a la alarma de que se trata, de modo que se aprecia así en
donde radica el defecto. Una vez este reparado se pulsa el otro botón y
desaparecerá la visión de la alarma.
7.2 PUENTE GRÚA Y ACCESORIOS
Fig. 7.6 Puente grúa
Fig. 7.7 Puente Grúa Planta Choquetanga
En las centrales, debe instalarse un puente grúa con capacidad suficiente para
maniobrar los elementos que se instalen en la misma.(Figs.7.6 y 7.7) Deberá
estar provisto de limitadores de recorrido, tanto en el sentido de traslación,
como en el de elevación, y constaran en términos visibles la altura disponible
de elevación y peso máximo que puede ser izado. Los apoyos del puente grúa
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deben ser tales que, transportando éste la pieza más pesada de la central y en
las condiciones más desfavorables de funcionamiento de los mecanismos de
elevación y traslación, no se originen vibraciones que puedan comprometer la
marcha normal de los grupos.
7.3 CANALIZACIONES EN EL INTERIOR DE LAS CENTRALES
Las conducciones de energía eléctrica en el interior de las centrales, se
consideran divididas en conducciones y canalizaciones de baja tensión y
canalizaciones de alta tensión.
Entre las primeras se distinguen las canalizaciones bajo tubo (acero, Bergman,
cables bajo plomo o armados, etc.), en base de conductores aislados con goma
o desnudos montados directamente sobre aisladores. Todas ellas estarán sujetas
a las prescripciones sobre instalaciones de baja tensión.
En las canalizaciones, tanto de alta como baja tensión, constituidas por pletinas
de cobre de gran sección, destinadas al paso de intensidades elevadas, deben
estar relativamente próximos los aisladores soportes y suficientemente
asegurada la separación de las barras correspondientes a fases o polos distintos,
para evitar de esta forma deterioros en la instalación por esfuerzos
electrodinámicos de importancia en los casos de cortocircuito.
7.4 ALUMBRADO DE AUXILIO
Este alumbrado se contrae en varios puntos de luz instalados en lugares
estratégicos, y que cuando falta el servicio de la central se alimenta con
corriente continua de la batería, en la forma que se expresa a continuación al
tratar las baterías de acumuladores. La Fig. 7.8 muestra el dispositivo empleado
en estas instalaciones. Se refiere a una instalación de puntos de luz de auxilio,
alimentada por corriente alterna a 130 voltios. La batería es de 120 voltios, lo
cual permite sustituir una alimentación por otra porque apenas hay diferencia
de tensión, y esta sustitución tiene lugar automáticamente. Al faltar la
alimentación por corriente alterna, un relé permite la puesta en servicio del
interruptor de la derecha que, a su vez, mueve el conmutador que realiza el
cambio de alimentación. En la misma forma y en sentido inverso vuelve a
alimentarse la instalación de auxilio con la corriente alterna cuando esta
restablece su servicio.
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Fig. 7.8 Dispositivo para hacer funcionar automáticamente e indistintamente el alumbrado
de una central con la corriente alterna, o con la procedente de la batería de acumuladores.
7.5 BATERÍAS DE ACUMULADORES
En las centrales son necesarias las baterías de acumuladores (Figura 7.9) que
procuran la corriente continua, y que sirven para alimentar los dispositivos de
cierre y apertura de los interruptores; para el cierre y apertura de los
desmagnetizadores de los alternadores; para actuar en caso de emergencia sobre
el mecanismo eléctrico de la válvula mariposa de la tubería forzada, de la
compuerta de toma de agua de la presa y para todos aquellos servicios que
exigen la actuación electromagnética de la corriente. La tensión de las baterías
es de unos 120 voltios generalmente, en algunos casos se emplea también la de
220 Voltios.
La capacidad de la batería ha de ser proporcionada a la potencia de los diversos
circuitos que aquella debe servir. Para instalaciones de 220 Kv. la batería habrá
de tener una capacidad de 200 Amperios-hora; pero, si existen interruptores
neumáticos cuya maniobra se realice también con aire comprimido, bastará que
la capacidad sea únicamente de 100 Amperios-hora.
En centrales de importancia conviene disponer de un circuito de corriente
continua a 25 V., cuya misión es la de alimentar los dispositivos de
señalización, como son: los indicadores de posición por medio de lámparas de
distinto color (de los interruptores y de los seccionadores), los telerruptores del
esquema luminoso, los relés para la señalización (en el cuadro) de la
temperatura excesiva en los cojinetes de los grupos, en el hierro, en el cobre y
en el aceite de los transformadores, y en el aire de los alternadores, así como
para señalar el nivel de los depósitos de agua y aceite y la situación de las
compuertas de las válvulas, etc.
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Fig. 7.9 Baterías de acumuladores