Centrales hidráulicos de Mendoza. Los reyunos

1. UBICACION DE LAS OBRAS

2. LOS SISTEMAS NIHUIL y DIAMANTE EN EL SISTEMA
INTERCONECTADO REGIONAL

5. CENTRALES DE ACUMULACION POR BOMBEO
Básicamente están integradas por los siguientes componentes principales.
Bombeo: Acumula
energía a bajo costo
Turbinado: Generación que
reemplaza energía de alto costo
Embalse Principal
Contraembalse
CAB
Esquema de una Central de Acumulación por Bombeo
 Un embalse principal, destinado a la regulación del curso de agua y a la
acumulación de agua bombeada.
Un contraembalse destinado a la retención de los volúmenes turbinados
para su posterior bombeo o erogación.
Una central de generación de energía eléctrica, la cual pueda trabajar
en modo reversible.

6. Fases de Operación de la CAB: de Bombeo y de Turbinado
Estas centrales son del tipo reversible, turbinando agua en las horas de pico de
la demanda, reemplazando de esta forma generación que de otra manera
debería ser cubierta con térmica de alto costo (turbogas o diesel) o con déficit.
Bombeando absorbiendo energía del sistema de bajo costo (nuclear,
turbovapor, ciclo combinado). De esta manera es posible reducir
significativamente los costos de generación.
También es posible utilizarlas cuando se presentan déficit de potencia instalada
permitiendo cubrir demandas de punta que de otra forma deberían cortarse.
Potencia
Ep
Curva de costo térmico
Eb
Diagrama de demanda
Cp Cb
Proceso de reemplazo de energías de distintos costos

7. Función de producción
La función de producción de una CAB esta afectada de dos procesos (bombeo
y turbinado) que tienen asociado una cierta eficiencia función de las
condiciones operativas.
Eg = Eb * b * g
Eg Energía generada en la etapa de turbinado
Eb Energía absorbida en la etapa de bombeo
b Rendimiento del proceso de bombeo función del caudal bombeado
g Rendimiento del proceso de turbinado función del caudal turbinado.
Sujeta a restricciones de intervalo de capacidad (caudales, potencia)
operativas (volúmenes embalsados) y de continuidad (aportes, bombeo y
desembalses.
De esta expresión se puede concluir que se trata de una función de producción
no lineal correspondiente a una central hidroeléctrica, dado que la eficiencia
total depende del producto de dos funciones no lineales.

8. Si además se tiene presente que el costo de reemplazo de la energía de pico
(Ep) y el costo de la energía de base o semibase son una funcion de las
condiciones operatlvas en cada momento, se puede inducir la importancia de
definir 1a operación optima de las
CAB desde el punto de vista económico.
La formulación del problema para el caso de despachar óptimamente una CAB
respecto de una cierta curva de carga y de un cierto parque de generaciones:
Costo = i Eb * ( b (Qb) * g(Qt) * Cp(Ep) – Cb(Eb)) Máximo
Cp(Ep) Costo de la energía térmica reemplazada
Cb(Eb) Costo de la energía térmica utilizada para bombear
i Discrepancia del tiempo
Esta función objetivo Costo = f(Eb) formulada en general es una función tipo
unimodal y tiene en la práctica la forma siguiente:
Costo valor óptimo
Eb

10. 1 2 3 4 5
10 8
El nivel del
embalse
superior
desciende
El agua
ingresa al
tunel de
conducción
El agua
ingresa a los
grupos
mediante la
tubería forzada
El caudal
impulsa las
turbinas en
sentido horario
El caudal se
acumula en el
embalse
inferior
6 7
La energía se
entrega al
Sistema
Interconectado
Nacional
El agua sale
por el tubo de
succión
El agua vuelve
por el tubo de
succión
La energía se
toma del S.I.N.
9
Las turbinas
elevan el agua
en sentido anti-
horario
11
El nivel del
embalse
superior
asciende
Período de mayor demanda de energía (Generación)
Período de menor demanda de energía (Bombeo)

11. DIQUE Y CENTRAL LOS REYUNOS
Tipo
Materiales sueltos, Núcleo impermeable y Espaldones
filtrantes
Volumen de embalse 220 Hm3
Altura máxima desde fundación 136 m
Longitud de coronamiento 295 m
Ancho de su base 450 m
Cota de coronamiento 1000 msnm
Cota de máximo embalse 996 msnm
Ancho de vertedero 60 m
Capacidad de evacuación de
vertedero
1.900 m3/s
CENTRAL DE BOMBEO LOS REYUNOS
Año de terminación 1983
Cantidad Generadores – Motor 2 SKODA
Potencia nominal 112 MW
Tensión de generación 13,8 MW
Turbina tipo Francis reversible de eje vertical
Salto neto nominal 95 m
Caudal unitario 137,5 m3/s
Velocidad de giro 166,7 RPM

18. ~
M
52.4
52 A
~
152.1
G
B
189.1.L
152.1.3 152.1.2 152.1.1
T.Ex.
T.S.A.
Q 27
P 451
189 T 1 189 F 1
M
52.1.1
52.1.3
52.1.4
Barra de 13,2 Kv
52.2.4
52.2.3
52.2.1
Q 27
P 451
152.2
G B
189 T 2
189 F 2
189 II L
152.2.1 152.2.2 152.2.3
T.S.A
.
T.Ex.
T800
52.4.2 52.4.1
O.T.P. P.I.
52.3.1
T.E.C.
52.2.2 52.1.2
152.4.2 152.4 152.4.1
TM 2
TM 1
Barra 1
Barra 2
189Tce1
189Tce2
CAMPO A3 DEL P.I LRY
37553
37555
37550
A Barra I
A Barra II
2 T P

20. M
M
M
2
5
1
M
2
5
0
M
2
5
1
M
2
5
0

21. P
Orden de bomba
desde Sala de Mando
Orden de bomba
desde Sala de
Máquinas
Orden de bomba de
Regulador Conjunto
Orden de bomba
Telecomando
Maquina preparada
Grupo en la secuencia
automática P-B
Grupo en la secuencia
automática CB-B
Grupo en la secuencia
automática B-G
Grupo en la secuencia
automática B-CB
Grupo en la secuencia
automática P-CB

22. PRIMER PASO
Total: 260-275 seb
30 seg.
Desconectar seccionador generador
Conectar seccionador bomba
Conectar bomba Bosch
Abrir salida espacio entre paletas
Abrir válvula agua de refrigeración
Abrir agua de refrig. a los laberintos
Conectar Serv. Aux. de la excitación
Conectar eletroimán de arranque
Conectar bomba EHR a marcha perm.
Bajar escobillas motor de arranque
Conectar motor de refrig. del electrolito
Cerrar descarga de agua de la cam. esp.
Abrir el aire a la tapa de turbina
Conectar la reg. Nivel tubo de succión
Conectar chequeo de tiempo P-B
Conectar circuito lógico de proceso
Seccionador Generador desconectado
Seccionador Bomba conectado
Bomba Bosch en marcha
Salida del espacio entre paletas abierta
Valvula hidráulica de agua refrig. abierta
Agua a los laberintos abierta
Serv. aux. de la reg. de la exc. Conec.
Interruptor del grupo desconectado
Las escob. del motor de arranq. Bajadas
Refrig. del electrolito en funcionamiento
Electrodos arrancador pos. Superior
Nivel del eletrolito suficiente
Temp. Electrolito posibilita en arranque
Primer descenso nivel tubo de succión

23. SEGUNDO PASO
Total: 260-275 seb
210 seg.
Conectar interruptor del
motor de arranque
Cerrar la conducción del
aductor al espiral
3 seg
Revoluciones mayor o
igual al 90%
Cerrar el aire a través
de la tapa de turbina
Conectar chequeo P-B
de 20 a 15 seg
Revolución igual o
menor de 90%
Aire en el tubo de succión según nivel
Bajar electrodos del
arrancador
Revoluciones menores o igual al 90%
Fuera del automata
Fuera del automata

24. TERCER PASO
Total: 260-275 seb
10-20 seg.
Preparar el fasador
Conectar el sincotract en sala
de mandos
Interruptor de grupo conectado
Interruptor del motor de
arranque desconectado
Emulsión desde la tapa de
turbina abierta
Desbloquear el regulador de
tensión
Tensión del estator 90%
Tensión de la red 90%
Fasador preparado
Nivelación de la tensión en
función
Fuera del automata

25. CUARTO PASO
Total: 260-275 seb
5 seg.
Desconectar bomba Bosch
Abrir salida aire de tapa turbina
Cerrar agua de refrigeración a
los laberintos
Desconectar regulador nivel de
tubo de sección
Desconectar refrigeración
electrolito
Abrir válvula mariposa
Cerrar aire al tubo de succión
Presión en el rodete
Válvula mariposa abierta
Los motores marchan hasta la
mínima temperatura
Fasador preparado
Niveladora de la tensión en
función
Conectar interruptor de grupo
Interruptor de grupo conectado

26. QUINTO PASO
Total: 260-275 seb
5-10 seg.
Cerrar salida de aire tapa de
turbina
Cerra salida del espacio entre
paletas
Regulador EHR a bombeo
Bombeo
Desconectar interruptor motor
de arranque
Levantar escobillas motor de
arranque
Trasladar a posición superior
electrodos de arranque
B

27. FUNCIONAMIENTO DEL Equipo De Bombeo
Al cerrarse el interruptor del Pony-Motor siguiendo la secuencia
de arranque del Grupo como Bomba se le suministra al estator del
mismo una tensión nominal de 13,8 kV y una corriente de 1.200
Amper aproximadamente, induciendo en el rotor del motor de
arranque una corriente aproximada de 450 Amper.
En éste momento comienza a girar el Pony-Motor arrastrando el
turbogrupo, si no tuviéramos al arrancador hidráulico (que es una
resistencia variable) al vencer la inercia del Grupo y no disminuir
la corriente se produciría la destrucción del equipo. Por ello
cuando el grupo comienza a girar un relé comanda la posición de
los electrodos móviles de la resistencia líquida variando de esta
forma la resistencia y por ende la corriente. Cuando el grupo
alcanza el 90% de las revoluciones nominales se conecta al
servicio el brazo de Sincronismo (Sinchrotact 2) pasando a ser
éste quien regula la velocidad del Pony-Motor mediante el
movimiento de los electrodos.

28. La resistencia liquida la constituye una solución de sodio, y como
todo líquido al calentarse por la descarga eléctrica, disminuye su
resistencia puesto que se hace mas conductiva, por ello es que en
el algoritmo de arranque se establece una temperatura máxima del
electrodo superada la cual se aborta la secuencia de arranque.
Para evitar esto se hace circular la solución de sodio por unos
refrigeradores pero igualmente está establecido que más de tres
arranques consecutivos no se pueden realizar.
Al cerrarse el interruptor de máquina y entrar en paralelo
simultáneamente se abre el interruptor del Pony y el grupo
comienza a consumir energía de la red.
Luego de realizado el paralelo y dentro de la secuencia de
arranque los electrodos son izados a la posición superior.

30. 1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
1
1
1
1
1
2
3
3
3
3
3
4
4
4
4
5
6
7
7
7
7
7
8
9
Máquina
Preparada
Distribuidor
0%
Apertura
Interruptor
de
Máq.
Pulso
de
Parada
Se
completa
proceso
"B"
Abre
Distribuidor
Cierre
Interruptor
de
Máq.
Cierre
Interruptor
del
Pony
Pulso
de
Bombeo
90 seg. 26 seg. 57 seg. 233 seg. 54 seg.
Válvula
Mariposa
Potencia
Absorvida
Revoluciones
Distribuidor
Presión en la
Cam. Espiral
Presión entre
el rodete y el
distrib. K 520
18 seg
Aprox.
116
Mw
68%
54%
1200Kpa
900Kpa
QKL
P
n
YR
PSP
PMP
"PARADA-BOMBA-PARADA"

31. Kv
400
300
200
100
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
11
12
13
14
10
20
30
40
50
60
70
80
90
118
-P (MW)
-P
Revoluciones (R)
R
Tensión de
Grupo
500
I (Pony)
Posición
Electrodos
Superior
Superior
Synchrotact
Relé
Paralelo
AGUA
AIRE AIRE
AGUA
Apertura
Distrib. %
70%
Inyección
de aire .
I (Pony)
100
Parada a Bombeo

32. Pony Motor
Motor Siam tipo NA 6300/32
Potencia 8600 HP
Numero de polos 32
Frecuencia 50Hz
Tensión 13.8 kV
Corriente 3825 Amper
Corriente de magnetización 195 Amper
Velocidad nominal 185 rpm
Velocidad de embalamiento 290 rpm
Aislamiento Clase F
Rendimiento 95.6 %
Sobretemperatura 100 ªC
Tiempo de Servicio 15 min
Tiempo de Arranque 3 min
Número de arranques seguidos 3
Descripción
El motor de arranque es un motor a
inducción de rotor bobinado.
El motor de inducción está diseñado para
un servicio de corta duración (15 minutos)
y está construido con 32 polos (dos pares
menos que el alternador principal de 36
polos) para permitir la sincronización.
El rotor del motor de arranque está
montado en voladizo sobre el eje del
alternador principal y el estator va ubicado
sobre la estrella superior del referido
alternador y sobresale del piso de la Sala
de Máquinas.
Está provisto de anillos rozantes en una
caja en común con los del alternador
principal.
El dispositivo del control para el arranque
incluye una resistencia lìquida.

33. Orden Parada
de la Sala de
Mando
Orden Parada
de la Sala de
Máquinas
Orden Parada
Regulador
Conjunto
Orden Parada
Telemando
Bombeo
Regulador de la
Turbina cierra el
Distribuidor
Interrum. Secue
Automática
P-B, CB-B, B-G
Conectar
chequeo de
Tiempo G-P
Conec. Circuito
lógico proceso
G-P
Cierre
parcial del
Distribuidor
a 50% aprox.
Descarga
de potencia
Reactiva
B
PRIMER PASO SEGUNDO PASO
10 a 30 seg. 10 seg.
Orden Parada
por la falla
5"
Conectar
Electroimán de
Segurid. Y312
Desconectar
Interruptor
de Grupo
Conectar
marcha inverti.
De Tiristores
Distribuidor
de la Turbina
Cerrado
Válvula
Mariposa
Cerrada
Interruptor
de Grupo
Desconectado
Desconectar
Desexcitador
Cerrar
Válvula
Mariposa
Conectar
Electroimán
de Seguridad
Comenzar
la Secuencia
de Parada
Desconectar
Interruptor
de Máquina
Desconectar
Interruptor
Pony-Motor
Parada
por la
Falla
Falla
Eléctrica
fuera del
automata
Grupo en la
secuencia
automát. P-B
Grupo en la
secuencia
autom. CB-B
Grupo en la
secuencia
autom. B-G
Grupo en la
secuencia
autom. B-CB
Grupo en la
secuencia
autom. P-CB
5"
Desconectar
Interruptor
Pony-Motor
Conectar
Bomba
Bosch
Desconectar
Regul. Nivel
Tubo Succión
Desconectar
Regul. Nivel
Cam. Espiral
Cerrar el
aire al tubo
de Succión
Cerrar
Válvula
Mariposa
185 a 205 seg.

34. Máquina
Preparada
Desconectar
Chequeo
Tiempo "B-P"
Desconectar
circuito lógico
"B-P"
P
TERCER PASO
Desconectar
frenos
mecánicos
Conectar Frenaje
Eléctrico
Cerrar Válvulas
Agua de
Refrigeración
Desconectar
Bomba Bosch
Desconectar
Serv. Auxiliar
Reg. Excitación
Revolucion.
igual ó menos
de 2%
Desconec Bomba
EHR de marcha
permanente
Revoluciones
igual ó menor
30%
No se efectúa
frenado
eléctrónico
Corriente
estator igual ó
menor 20%
Conectar
Frenos
Mecánicos
5"
Válvulas Agua
refrigeración
Cerrada
Bomba Bosch
Desconectada
Serv. Auxiliar
Reg. Excitación
Desconectado
CUARTO PASO
155 seg. 10 seg.
Cerrar aire
a través de
tapa turbina
Cerrar salida
espacio entre
paletas
Cerrar agua
refrigeración
laberintos
Desconectar
motor electrolito
Desconectar
Bomba EHR
Desconectar
Marcha invertida
Agua refrigerac.
Laberintos
cerrada
Salida espacio
Entre paletas
cerrada
Los motores
andan a mín.
temp.electro.
Desaireación de
la espiral cerrada
Desaireación
tubo succión
cerrada
185 a 205 seg.

42. EJE
PATÍN
Serpentín
Interruptor 12 posiciones
Bomba Bosch
INYECCIÓN

53. PARADA
GENERADOR
COMPENSADOR
GENERADOR
BOMBA
COMPENSADOR
BOMBA
PARADA
GENERADOR *** SI NO NO
COMPENSADOR GENERADOR SI *** NO NO
BOMBA SI NO *** SI
COMPENSADOR BOMBA NO NO SI ***
MODOS DE FUNCIONAMIENTO DE LOS GRUPOS DE LOS REYUNOS