El documento describe los componentes y funcionamiento de una central eléctrica y un generador. Explica que una central eléctrica convierte la energía primaria en energía eléctrica trifásica utilizable mediante generadores síncronos. Luego detalla los objetivos, partes, regulación de tensión y principios de funcionamiento de un generador, así como la generación eléctrica en Bolivia.

2. Antecedentes:
 La operación de los sistemas eléctricos de
potencia trifásicos requieren la conversión de
grandes cantidades de energía primaria, en energía
y potencia eléctrica trifásica utilizable, de esta
operación se encargan las centrales eléctricas de
generación sean estas Hidroeléctricas,
Termoeléctricas y no Convencionales, en las
cuales el generador o máquina sincrónica resulta
la más importante para efectos de generación
eléctrica trifásica. la energía eléctrica puede ser
transportada y convertida en otras formas de
energía en forma limpia y económica.

3. OBJETIVOS.
•Estudiar los componentes y funcionamiento de una generadora de
electricidad, para luego describirla.
•Validar el plan de principio de funcionamiento aprendida en
materias anteriores de una generadora de electricidad.
•Conocer la generación de electricidad como la potencia instalada
en Bolivia.
•Averiguar la tecnología moderna aplicada en generación de
electricidad.

4. ¿Qué es un generador?:
 Es un convertidor de energía con una pieza
giratoria denominada rotor, cuya bobina se
excita mediante la inyección de una corriente
continua y una pieza fija denominada estator
por cuyas bobinas desfasadas 120º
geométricos, circulan corriente alterna. Las
corrientes que circulan por los arrollamientos
del estator producen un campo magnético
rotatorio que gira en la máquina con la
frecuencia angular del rotor. El rotor debe
girar a la misma velocidad del campo
magnético rotatorio producido en el estator
para que el par eléctrico medio pueda ser
diferente de cero, es por esta razón que a esta
máquina se la denomina sincrónica, es decir,
el rotor gira mecánicamente a la misma
frecuencia que el campo magnético rotatorio
producido en el estator.
Máquina sincrónica trifásica = convertidor electromecánico

5. Partes de una Central Eléctrica
Una central eléctrica consta de:
Material Mecánico:
•Turbinas, bombas, válvulas.
•Equipo de Mantenimiento.
•Equipo de Reparación.
Material Eléctrico:
•Alternador.
•Transformadores.
•Aparatos control, registro y
protección.
•Fuentes de Alimentación de los
Servicios Auxiliares.
•Grupos electrógenos de
Emergencia.

6. Regulación de Tensión
La misión de la regulación de tensión en las
centrales consiste en:
 Mantener la tensión de la red eléctrica
dentro de los márgenes de variación
permitidos independientemente del nivel
de carga.
 Regular la potencia reactiva, de modo que
esta se reparta de modo adecuado entre
los diferentes generadores de la central.
 Mantener el sincronismo del alternador
con la red y de modo especial en el caso
de cortocircuito.

7. Principio de funcionamiento:
 Al girar el rotor a la velocidad ‘n’, se inducen f.e.m.s. en los
arrollamientos de las tres fases del estator, que van
desfasadas 120º geométricos y en tiempo, existentes entre
las bobinas del estator.

8. Definición de maquina generadora
 "Generador eléctrico rotativo destinado a producir
fuerzas electromotrices que sean funciones
sinusoidales del tiempo". No decimos "...que produce
fuerzas electromotrices que son funciones
sinusoidales del tiempo" porque, como hemos dicho,
nunca se puede asegurar que las fuerzas
electromotrices que genera sean exactamente
sinusoidales, pero sí se pretende que lo sean. Además
utilizamos el plural "fuerzas electromotrices" en lugar
del singular, porque, si bien los alternadores
monofásicos producen una sola fuerza electromotriz,
los trifásicos producen tres y, en general, los de ‘n’
fases producen ‘n’ fuerzas electromotrices.

9. Uso de la maquina síncrona
trifásica: Generadores de C.A. (alternadores)
En las diferentes instalaciones eléctricas es más frecuente su
empleo como generadores, para producir energía eléctrica
en las centrales eléctricas. En la generación de energía
eléctrica en pequeña escala se emplean generalmente como
sistemas de emergencias en algunos consumos como
Empresas Industriales, Hospitales, Bancos u otras
instituciones.

10. Diagrama de potencia de la
maquina síncrona:
El diagrama mostrado anteriormente, representa las diferentes
condiciones de operación de la máquina sincrónica

11. TIPOS DE GENERADORES
Eje horizontal Eje vertical
Por su máquina motriz
Por la posición de su eje
Generador para turbina de gas
Por la forma de sus polos
Rotor de polos salientes Rotor de polos lisos

12. DEFINICIONES
Grupo polar de bobinas.- Conjunto de bobinas cuyos
costados ocupan en un instante dado la misma posición en
polos de diferente polaridad.
•Los grupos polares de bobina se conectan en serie o
paralelo para formar un fase.

13. Devanado (fase).- En maquinas de C.A.
Conjunto de grupos polares de bobinas
interconectados entre si, formando arreglos en serie o
en paralelo.
Fase en conexión serie

14. CONEXIÓN ESTRELLA.
• Para generación de voltaje se utiliza la estrella,
porque eleva la tensión de fase en √3, con un
ahorro en aislamiento.
Ventajas de la conexión estrella.
• Permite tener un neutro para una conexión sólida a
tierra, a través de una resistencia o reactancia para
minimizar la sobre tensión en caso de falla a tierra.

15. Devanados de la maquina
síncrona: Espira
Se forma por dos
conductores que en
un instante dado, se
localizan en polos de
diferente polaridad.
Bobina
Formada por dos
costados, que puede
tener uno o más
conductores.

16. Clasificación de los
devanados:Trifásicos en conexión estrella o triángulo, formado por tres
devanados.
Polifásicos con más de tres devanados en conexión estrella y
de 6 devanados Zig - Zag.
En generadores del sistema de generación la conexión usada
es la estrella, permite eliminar la tercera armónica si existe en
voltaje de fase, en el voltaje entre fases.
Por su número de capas.

17. GENERACIÓN ELÉCTRICA EN
BOLIVIACARACTERISTICAS GENERALES DEL SISTEMA
INTERCONECTADO NACIONAL
En nuestro país, el Sistema Interconectado Nacional (SIN) es
el sistema eléctrico que agrupa a las instalaciones de
Generación, Transmisión y Distribución, y suministra energía
eléctrica en los departamentos de La Paz, Oruro, Cochabamba,
Santa Cruz, Potosí y Chuquisaca. La demanda total en el SIN
equivale aproximadamente al 90% de la demanda del país.
El Sistema Troncal de Interconexión (STI) es la parte del SIN
que consiste de líneas de alta tensión en 230, 115 y 69 kV y
subestaciones asociadas, donde los Agentes del Mercado
Eléctrico Mayorista (MEM) compran y venden energía eléctrica.
El Mercado Eléctrico Mayorista (MEM) está integrado por
Generadores, Transmisores, Distribuidores y Consumidores No
Regulados, que efectúan operaciones de compra, venta y
transporte de electricidad en el SIN.

19. DEMANDA DE ENERGIA ELECTRICA
CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA - (GWh)
Consumidores
Año
2009
Año
2006
Variación
%
CRE 1660.8 1572.4 5.6
ELECTROPAZ 1290.9 1234.0 4.6
ELFEC 812.9 758.4 7.2
ELFEO 311.7 287.0 8.6
CESSA 157.9 152.8 3.4
SEPSA 232.9 210.1 10.9
NO REGULADOS 219.1 91.0 140.7
Total 4686.4 4305.8 8.8
El consumo de energía eléctrica en el Mercado Eléctrico
Mayorista (MEM) en el año 2007 fue de 4,686.4 GWh, con
un crecimiento de 8.8 % respecto al año 2006.

21. La demanda en el Mercado Eléctrico Mayorista, está
distribuida en las áreas Oriental (Santa Cruz) que el año
2007 participó con el 35.4%, Norte (La Paz) con el 27.5%
y el resto del SIN (Central – Sur) con el 37.1%.
COMPRAS DE ENERGIA EN EL MEM (GWh) - AÑO 2007
CESSA
157.9
3%
ELFEO
311.7
7%
ELFEC
812.9
17%
SEPSA
232.9
5%
CRE
1660.8
35%
ELECTROPAZ
1290.9
28%
NO REGULADOS
219.1
5%
La demanda prevista para la operación del sistema
interconectado fue de 4,929 GWh, mientras que la
registrada en el año 2007 fue de 4,686.4 GWh. La causa
principal para este desvío fue el retraso en el ingreso del
Consumidor No Regulado San Cristóbal.

22. DEMANDA DE POTENCIA
La demanda máxima de potencia del MEM, registrada por el
Sistema de Medición Comercial en nodos del STI donde
retiran energía los agentes consumidores, fue de 895.4 MW, el
día viernes 30 de noviembre a horas 20:00.
DEMANDAS MAXIMAS (MW)
2007 2006 Variación (%)
Santa Cruz 316.6 300.2 5.5
La Paz 263.1 253.5 3.8
Cochabamba 150.1 142.8 5.1
Oruro 60.7 56.0 8.4
Sucre 30.4 28.7 6.0
Potosí 25.8 23.1 11.5
Punutuma –Tupiza 15.6 13.2 18.9
No Regulados 63.6 13.5 370.3
Otros(*) 11.9 10.8 9.7
Total Coincidental 895.4 813.1 10.1

23. La participación de los diferentes consumidores en
la demanda máxima anual ha sido la siguiente:
PARTICIPACION EN LA DEMANDA MAXIMA - AÑO 2007 (MW)
NO REGULADOS
58.4
7%ELECTROPAZ
250.5
28%
CRE
313.1
35%
ELFEO
56.0
6%
ELFEC
147.5
16%
SEPSA
41.0
5%
CESSA
28.8
3%

25. OFERTA DE GENERACION EN BOLIVIA
CAPACIDAD DE GENERACION - AÑO 2007 (MW)
T. GAS
666.6
58%T. D.FUEL
13.5
1%
H. EMBALSE
172.6
15%
H. PASADA
298.9
26%
En 2007, la oferta de generación se incrementó con el ingreso de la
Unidad Nº 11 en la central Guaracachi de EGSA (63.4MW) el 14 de abril,
la central hidroeléctrica Quehata (1.9MW) de la empresa SDB S.A el 1
de octubre y la central térmica a vapor Guabirá (16.6 MW) de la
empresa GBE S.A el 6 de octubre.

28. Plan de mantenimiento :
 Mantenimiento Preventivo
 Mantenimiento Predictivo
 Mantenimiento Correctivo
Horarios y métodos de trabajo
Los horarios de trabajo se
fijaron en base al programa de
mantenimiento. Se implemento
por primera vez un sistema de
dos turnos para realizar el
mantenimiento mecánico,
conservando el sistema de
horario extendido con horas
extras para el mantenimiento
eléctrico.

29. Al realizar dos turnos los mecánicos, el trabajo de ellos se adelantaba
considerablemente, por lo que nosotros teníamos que avanzar rápidamente
en nuestro trabajo del acuñado del estator para estar al día. Normalmente
se trabajaba en dos sectores del estator, retirando 5 polos por sector a 180º
con 6 personas en 24 días aproximadamente. Se resolvió cambiar a tres
sectores, retirando 6 polos por sector a 120º y empleando 12 personas en
tres equipos.

30. Proceso del plan de
mantenimiento
1)DESCONEXION FLEXIBLES GENERADOR Y NEUTRO.
Es la primera tarea que realizamos con el fin de separar
físicamente el bobinado del estator de las barras de salida.
2) DESMONTAJE TAPAS DEL ALTERNADOR.
Simultáneamente se comienzan a aflojar los bulones que sujetan
las tapas superiores del generador y proceder al retiro de las
mismas.
3) DESMONTAJE POLLERAS INFERIORES.
Cuando hablamos de polleras inferiores, nos referimos a las
chapas inferiores del generador. Estas se retiran para acceder al
bobinado.

31. 4) RETIRAR CARBONES Y SOLTAR YUGOS.
Los carbones del sistema de excitación son retirados
completándose una planilla donde se anota la longitud de
cada carbón y la presión del resorte. Los yugos que
sostienen los porta-escobillas son soltados de los bulones de
sujeción.
5) DESCONEXION DE POLOS.
El rotor del generador es del tipo de polos salientes. Para
realizar trabajos en las ranuras del estator, se retiran algunos
polos del rotor para trabajar en ese sector. En el último
mantenimiento se seleccionaron tres grupos de 6 polos cada
uno, desfasados 120 grados entre ellos. En los 18 polos del
rotor seleccionados, se retiran las conexiones principales y
las del bobinado amortiguador que los relaciona.

32. 6) LIMPIEZA Y AJUSTE TXN.
En la celda del transformador de neutro del generador, se
encuentra conectado al secundario de este una resistencia.
Los trabajos que se realizan son los siguientes:
Limpieza de celda
Limpieza de transformador
Limpieza de resistencia
Limpieza de aisladores
Ajuste bornes
Ajuste accionamiento cuchillas del seccionador
Medida de resistencia de aislamiento del TXN (2,5KV)
Medida de resistencia de la resistencia de neutro
Medida del aislamiento de la resistencia de neutro

33. 7) LIMPIEZA DEL ROTOR.
El rotor del generador tiene 8 brazos o rayos que sujetan el
paquete de chapas y los 80 polos salientes. Es necesario
realizar una limpieza profunda que retire toda la suciedad
acumulada al girar. Los canales de ventilación deben
tratarse con mucha paciencia y cuidado, ya que por ellos
circula el aire para el enfriamiento del estator.
8) DESMONTAJE ESTATOR PMG.
Se desmonta para retirar las pastillas del cojinete guía
superior y para proceder a su limpieza en otro lugar.
9) DESMONTAJE YUGOS PORTACARBONES.
Se retiran para limpiarlos en otro lugar. Se utiliza solvente
con rociador.

34. 10) LIMPIEZA DE TAPAS DEL GENERADOR.
A todas las tapas se les pasa solvente con trapos, para
limpiarlas de los restos de aceite y otros tipos de suciedad. Si
fuera necesario realizar trabajos de pintura, se realizan en esta
etapa.
11) MONTAJE ESTATOR PMG.
Después que los mecánicos terminan de controlar las pastillas
del cojinete de generador, se monta el estator del taco
generador. Esta tarea se realiza para armar nuevamente el
cabezal KAPLAN, y con ello volver a poner en funcionamiento
el sistema oleohidráulico para permitir el movimiento del rodete
de la turbina y continuar con el mantenimiento de las palas del
mismo.
12) MONTAJE DE POLOS DEL ROTOR.
Después de terminar los trabajos de revisión y reacuñado del
estator se montan nuevamente los polos en el rotor.

35. 13) CONTROL DE ENTRE HIERRO Y VERTICALIDAD.
Se controla con un calibre especial la separación que hay entre el
rotor y el estator. Se realizan dos mediciones de entrehierro, una
del rotor frente al estator y otra del estator frente al rotor. Para
girar el rotor se utiliza un aparejo. Para este movimiento se retira
el personal de todas las áreas. La verticalidad del estator se
realiza en los cuatro ejes del generador.
14) MEDICION DE AISLACION POS ACUÑADO.
Después de terminar el trabajo en el estator se realiza una
medición de la resistencia de aislamiento para verificar que no hay
pérdida de aislamiento.
15) MONTAJE TAPAS DEL GENERADOR.
Se colocan todas las tapas que se habían retirado al inicio del
mantenimiento.

36. 16) LIMPIEZA Y AJUSTE FLEXIBLES SALIDA
GENERADOR.
Los flexibles han presentado muestras de recalentamiento por
falso contacto. Es necesario limpiarlos y pulir las superficies. A
su vez en las barras se controlan los insertos y si estos no
soportan los 12 kilos de ajuste, se cambian.
17) MEDICION DE AISLACION ROTOR DEL GENERADOR.
Con todos los polos conectados se controla la resistencia de
aislamiento del rotor.

37. Finalización del
mantenimiento:
 La etapa final se completa con la puesta en marcha de la
unidad. Todos los involucrados en el mantenimiento han
terminado sus trabajos y las autorizaciones otorgadas por
el área de operaciones se han cancelado.
 Nosotros solicitamos el giro en vacío de la unidad, sin
excitación, para pulir los anillos rozantes del rotor.
Mientras, los otros sectores controlan el funcionamiento de
sus partes y realizan los ajustes necesarios. Después de
pulir solicitamos la parada de la maquina, para montar los
carbones en posición y dejarla en condiciones de excitar y
poner en servicio. Finaliza el mantenimiento de este
periodo, pero empieza la preparación del próximo.

38. GRACIAS
POR SU
ATENCION