W4200 31

MEXICO
GENERADORES SINCRONOS PARA TURBINA TIPO BULBO
ESPECIFICACIÓN
CFE W4200-31
DICIEMBRE 2016
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ESPECIFICACIÓN
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CONTENIDO
1 OBJETIVO __________________________________________________________________________ 1
2 CAMPO DE APLICACIÓN _____________________________________________________________ 1
3 NORMAS QUE APLICAN ______________________________________________________________ 1
4 DEFINICIONES ______________________________________________________________________ 3
4.1 Generador Eléctrico__________________________________________________________________ 3
4.2 Maquina Síncrona ___________________________________________________________________ 3
4.3 Velocidad Sincrona __________________________________________________________________ 3
4.4 Velocidad de Rotación________________________________________________________________ 3
4.5 Frecuencia _________________________________________________________________________ 3
4.6 Tiempo de Inercia de Masas Rodantes __________________________________________________ 3
4.7 Polos ______________________________________________________________________________ 3
4.8 Momento Volante de Masas Rodantes __________________________________________________ 3
4.9 Turbina Hidráulica ___________________________________________________________________ 3
4.10 Eficiencia de una Turbina _____________________________________________________________ 4
4.11 Factor de Planta ____________________________________________________________________ 4
4.12 Factor de Potencia (Cos φ) ____________________________________________________________ 4
4.13 Potencia Activa _____________________________________________________________________ 4
4.14 Potencia Aparente ___________________________________________________________________ 4
4.15 Potencia Reactiva ___________________________________________________________________ 4
4.16 Nivel de Aguas Máximas Extraordinarias (NAME) _________________________________________ 4
4.17 Nivel de Aguas Máximas Ordinarias o Nivel de Aguas Máximas de Operación (NAMO)__________ 4
4.18 Nivek de Aguas Mínimo de Operación (NAMINO)__________________________________________ 4
4.19 Nivel de Diseño (NDIS) _______________________________________________________________ 4
4.20 Nivel de Desfogue(NDESF) ____________________________________________________________ 4
4.21 Bulbo Vacío ________________________________________________________________________ 5
4.22 Bulbo con Agua _____________________________________________________________________ 5
4.23 Operación __________________________________________________________________________ 5
4.24 Corto Circuito ______________________________________________________________________ 5
4.25 Operación sin Carga _________________________________________________________________ 5
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4.26 Falla en la Sincronización _____________________________________________________________ 5
4.27 Cierre Rápido _______________________________________________________________________ 5
4.28 Embalamiento ______________________________________________________________________ 6
4.29 Montaje ____________________________________________________________________________ 6
4.30 Sismo _____________________________________________________________________________ 6
4.31 Aislamiento Principal ________________________________________________________________ 6
4.32 Delta tan Delta (Δ tan δ)_______________________________________________________________ 6
4.33 Descarga Parcial ____________________________________________________________________ 6
4.34 Dieléctrico__________________________________________________________________________ 6
4.35 Pérdidas Dieléctricas ________________________________________________________________ 6
4.36 Prueba de Prototipo__________________________________________________________________ 6
4.37 Tension Nominal (Un) ________________________________________________________________ 6
4.38 Pruebas de Aceptacion ______________________________________________________________ 6
5 SIMBOLOS Y ABREVIATURAS_________________________________________________________ 7
6 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES _______________________________________ 7
6.1 Alcanse del Suministro ______________________________________________________________ 7
6.2 Generador _________________________________________________________________________ 8
6.3 Sistema de Excitación y Regulación de Tensión _________________________________________19
6.4 Elementos para la Instrumentación y Control ___________________________________________19
6.5 Cables, Tubería Conduit y Accesorios _________________________________________________20
6.6 Equipos Misceláneos________________________________________________________________21
6.7 Preparación de Superficies, Recubrimiento Anticorrisivo y Acando de Gabinetes ____________23
6.8 Especificones de Material y Equipo del Sistema _________________________________________23
6.9 Intercambialidad____________________________________________________________________28
6.10 Proteccion Superficial _______________________________________________________________28
6.11 Datos de la Turbina _________________________________________________________________28
6.12 Tipo de Generador _________________________________________________________________28
6.13 Número de Fases ___________________________________________________________________28
6.14 Dirección de Rotación _______________________________________________________________28
6.15 Secuencia de Fases _________________________________________________________________28
6.16 Frecuencia Nominal ________________________________________________________________28
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6.17 Factor de Influencia Telefonica (TIF) y Factor de Desviación Máxima________________________28
6.18 Velocidad Nominl y Número de Polos _________________________________________________29
6.19 Tensión Nominal ___________________________________________________________________29
6.20 Clasificación Térmica de Generador ___________________________________________________29
6.21 Capacidades _______________________________________________________________________30
6.22 Reactancias _______________________________________________________________________31
6.23 Relacion de Cortocircuito ____________________________________________________________31
6.24 Momento de Inercia (J) y Constante de Inercia (H) _______________________________________31
6.25 Tensiones Nominales e Intervalo de Tensiones de los Sistemas para la Alimentacion de los
Equipos Auxiliares del Generador ____________________________________________________ 31
6.26 Partes de Repuesto y Herramientas de Montaje__________________________________________32
7 CONDICONES DE OPERACIÓN _______________________________________________________33
7.1 Altitud de Operación ________________________________________________________________33
7.2 Capacidad de Carga de Terreno_______________________________________________________33
7.3 Diseño por Sismo __________________________________________________________________33
7.4 Temperatura Ambiente ______________________________________________________________33
7.5 Humedad Relativa __________________________________________________________________34
7.6 Agua de Enfriamiento _______________________________________________________________34
7.7 Variaciones de Tensiones y Frecuencia Durante la Operación _____________________________34
7.8 Sobrevelocidad ____________________________________________________________________34
7.9 Requerimientos de Cortocircuito ______________________________________________________34
7.10 Corriente Desbalanceada Permanente _________________________________________________35
7.11 Operación en Paralelo _______________________________________________________________35
7.12 Operación a Control Remoto _________________________________________________________35
8 CONDICIONES DE DESARROLLO SUSTENTABLE _______________________________________36
9 CONDICIONES DE SEGURIDAD INDUSTRIAL ___________________________________________36
10 CONTROL DE CALIDAD _____________________________________________________________36
10.1 Plan de Inspección y Pruebas ________________________________________________________36
10.2 Documentacion ____________________________________________________________________37
10.3 Prueba en Fábrica __________________________________________________________________42
10.4 Pruebas en Sitio ____________________________________________________________________42
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11 MARCADO_________________________________________________________________________48
12 EMPAQUE, EMBALAJE, EMBARQUE, TRANSPORTACIÓN, DESCARGA, RECEPCIÓN,
ALMACENAJE Y MANEJO ___________________________________________________________49
13 BIBLIOGRAFÍA _____________________________________________________________________50
APÉNDICE A CONNVENIO DE COOPERACION ENTRE EL PROVEEDOR DE TURBINAS Y EL PROVEEDOR
DE GENERADORES CON REPECTO A LA RESPONSABILIDAD POR EL COMPORTAMIENTO
DINAMICO DE LOS ELEMENTOS ROTANTES DE LA UNIDAD TUBINA-GENERADOR________53
APÉNDICE B INFORMACIÓN TÉCNICA REQUERIDA ______________________________________________55
APÉNDIDE C RESUMEN DE CARACTERISTICAS TÉCNICAS ________________________________________73
TABLA 1 Materiales principales _______________________________________________________________23
TABLA 2 Esfuerzos mecánicos de trabajo ______________________________________________________27
TABLA 3 Límites de TIF balanceado ___________________________________________________________29
TABLA 4 Límites de TIF residual ______________________________________________________________29
TABLA 5 Tensiones nominales para generadores ________________________________________________29
TABLA 6 Limites de elevacíon de temperatura en operación de los sitemas de aislamiento de generador _30
TABLA 7 Partes de repuesto (generador) _______________________________________________________32
TABLA 8 Condiciones operación desbalanceadas para maquinas sincronas _________________________35
TABLA 9 Equipos mecanicos, prueba minima requeridas para el generador eléctrico__________________46
Figura 1 Esquema General Propuesto de la Distribución de los Sistemas Auxiliares ___________________ 5
Figura 2 Cargas Transmitidas a la Cimentacion __________________________________________________ 9
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1 OBJETIVO
Establecer las características técnicas de diseño, fabricación, montaje, control de calidad, pruebas, puesta en
servicio y operación que deben cumplir los generadores síncronos de polos salientes acoplados a turbinas
hidráulicas tipo bulbo y sus equipos auxiliares.
2 CAMPO DE APLICACIÓN
Aplica a todas las áreas de la Comisión Federal de Electricidad (CFE) que adquieran generadores síncronos de
polos salientes acoplados a turbinas hidráulicas tipo bulbo y sus equipos auxiliares.
3 NORMAS QUE APLICAN
NOM-008-SCFI-2002 Sistema General de Unidades de Medida.
NMX-J-075/1-ANCE-1994 Aparatos Eléctricos – Máquinas Rotatorias – Parte 1: Motores
de Inducción de Corriente Alterna del Tipo de Rotor en
Cortocircuito, en Potencias desde 0.062 a 373 kW –
Especificaciones.
NMX-J-109-ANCE-2010 Transformadores de Corriente – Especificciones y Métodos de
Prueba.
NMX-J-168-ANCE- 1980 Transformadores de Pontencia
NMX-J-169-ANCE- 2004 Transformadores y Autotransformadores de Distribución y
Potencia - Métodos de Prueba.
NMX-J-351-ANCE-2008 Transformadores de Distribución y Potencia Tipo Seco -
Especificaciones.
NMX-J-438-ANCE-2003 Conductores - Cables con Aislamiento de Policloruro de Vinilo,
75 ºC y 90 ºC Para Alambrado de Tableros – Especificaciones.
NMX-J-501-ANCE-2005 Sistemas de Control de Centrales Generadoras - Sistemas de
Excitación Estáticos Controlados por Tiristores para Generador
Síncrono - Especificaciones y Métodos de Prueba.
IEC 60034-1-2010 Rotating Electrical Machines - Part 1: Rating and Performance.
IEC 60034-2-2- 2010 Rotating Electrical Machines- Part 2 -2 : Specific Methods for
Determening Separate Losses of Large Machines From Test –
supplement to IEC 60034-2-1.
IEC 60034-3-2007 Rotating Electrical Machines - Part 3: Specific Requirements for
Synchronous Generators driven by Steam Turbines or
Combustion Gas Turbines.
IEC 60034-6-1991 Rotating Electrical Machines - Part 6: Methods of Cooling (lC
Code.)
IEC 60034-15-2009 Rotating Electrical Machines – Part 15: Impulse Voltage
Withstand Levels of Form – Wound Stator Coils for Rotating a.c.
Machines.
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IEC 60034-18-1-2010 Rotating Electrical Machines - Part 18-1: Funcional Evaluation of
Insulation Systems-General Guidelines.
IEC 60085- 2007 Electrical Insulation – Thermal Evaluation and Designation.
IEC 60851-1996 Methods of test for winding wires - Part 1: General
CFE 017PH-12-2014 Equipo para el Sistema de Agua de Enfriamiento para Centrales
Hidroeléctricas.
CFE D8500-01-2015 Selección y Aplicación de Recubrimientos Anticorrosivos.
CFE D8500-02- 2012 Recubrimientos Anticorrosivos.
CFE D8500-03-2015 Recubrimientos Anticorrosivos y Pinturas para Centrales
Termoeléctricas y Eólicas
CFE D8500-22- 2012 Recubrimientos Anticorrosivos y Pinturas para Centrales
Hidroeléctricas.
CFE DY700-08 -10-1999 Soldadura y sus Aspectos Generales.
CFE DY700-16 -2-2000 Soldadura y sus Aplicaciones.
CFE E0000-25-2015 Cables Monoconductores con Aislamiento y Cubierta Termofijos
sin contenido de Halogenos (LS0H) para instalaciones hasta
600 V, 90°C
CFE E0000-26- 2015 Cables Control y Multiconductores de Energía para Baja
Tensión con Aislamiento y Cubiertas Termofijas de Baja
Emisión de Humos y sin Contenido de Halogenos (LS0H) 90°C.
CFE G0000-52-1993 Detectores de Temperatura por Resistencia ( RTD).
CFE H1000-39-1997 Guía para la Prevención y Extinción de Incendios en Centrales
de Generación Hidroeléctrica
CFE L0000-15-2012 Colores Normalizados.
CFE L1000‐11‐2015 Empaque, Embalaje, Embarque, Transporte,Descarga,
Recepción y Almacenamiento de Bienes Muebles Adquiridos
por CFE
CFE L1000-32-2015 Manuales, Procedimientos e Instructivos Técnicos.
CFE VE100-29-2016 Transformadores de Potencial Inductivos para Sistemas con
Tensiones Nominales de 13.8 kV a 400 kV.
CFE W4101-16-2004 Sistema de Excitación Estático para Generadores Síncronos de
Centrales Eléctricas.
CFE W4200-12-2011 Generadores para Centrales Hidroeléctricas.
CFE W4210-23-2016 Fabricación de Barras y Bobinas para Estatores de
Generadores Eléctricos con Tensiones de 6.0 kV y Mayores.
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CFE W4610-19-2016 Sistema para que Unidades Hidroeléctricas con Turbinas a
Reacción, Operen como Condensador Síncrono.
CFE W8300-28-2015 Turbina Hidráulica Tipo Bulbo.
CFE XXA00-19-2015 Sistema de Protección Contra Incendio en Centrales
Hidroeléctricas.
NOTA: En caso de que los documentos anteriores sean revisados o modificados, debe utilizarse la edición vigente en la fecha
de publicación de la convocatoria al concurso, salvo que la CFE indique otra cosa.
4 DEFINICIONES
4.1 Generador Eléctrico
Transforma la energía mecánica producida por la turbina en energía eléctrica.
4.2 Máquina Síncrona
Constituida esencialmente de una parte activa fija que constituye el inducido llamado estator y una parte interna
giratoria coaxial a la primera y que se conoce como el inductor también denominado rotor.
4.3 Velocidad Síncrona
Es la velocidad determinada por el número de pares de polos del generador y la frecuencia de red servida.
4.4 Velocidad de Rotación
Velocidad angular de giro del grupo turbina-generador. Esta velocidad debe ser síncrona con respecto a la
frecuencia del sistema a alimentar.
4.5 Frecuencia
Expresa la cantidad de cambios durante un segundo en la polaridad de la corriente o voltaje (senoidal) generados,
sus unidades son en Hertz.
4.6 Tiempo de Inercia de Masas Rodantes
También conocida como Constante de Inercia de las masas rodantes, se define como el tiempo en segundos para
llevar al grupo-turbina-flecha-generador, desde la inmovilidad hasta la velocidad de rotación síncrona para lo que
esta diseñado.
4.7 Polos
Conforman las partes salientes del rotor del generador síncrono, son los encargados de alojar los embobinados de
excitación y amortiguamiento del mismo.
4.8 Momento Volante de Masas Rodantes
Momento de inercia de masa de uno o varios cuerpos acoplados en rotación.
4.9 Turbina Hidráulica
Turbomáquina que transforma la energía hidráulica en mecánica.
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4.10 Eficiencia de una turbina
Cociente de la energía útil en la flecha de la máquina y la energía que el agua cede a la turbina.
4.11 Factor de Planta
Factor de utilización de una central, y puede entenderse como el cociente de la energía producida en un intervalo
de tiempo, y la energía que se habría producido si hubiese generado su potencia máxima posible de servicio. Este
valor oscila entre 0 y 1.
4.12 Factor de Potencia (Cos φ)
Es el factor que determina la relación entre las potencias activa y reactiva suministradas por el generador, es un
indicador del dafasamiento existente entre la corriente y el voltaje de generación.
4.13 Potencia Activa
Es la potencia determinante en la transformación de energía, es una parte real de la potencia aparente y no
depende del tiempo, sus unidades son los Watts.
4.14 Potencia Aparente
También llamada potencia compleja, es el producto entre la tensión y la corriente (ambas magnitudes complejas),
expresa el valor momentáneo de la potencia. Es un recurso matemático cuyas unidades son los VA
(Volt-Amperes).
4.15 Potencia Reactiva
Caracteriza cuantitativamente el defasamiento entre la corriente y la tensión (corriente alterna), es una parte
imaginaria de la potencia aparente, sus unidades son los VAR (Volt-Amper-Reactivo).
4.16 Nivel de Aguas Máximas Extraordinarias (NAME)
Nivel máximo en el embalse cuando se presenta la avenida de diseño para la obra de excedencias. (Tr 10 000
años).
4.17 Nivel de Aguas Máximas Ordinarias O Nivel de Aguas Máximas de Operación (NAMO)
Nivel máximo en que operan las turbinas. Máximo almacenamiento que se tiene en el embalse ordinariamente, y
sobre el que los excedentes son derramados. Se puede hablar de un NAMO fijo durante todo el año, o de un
NAMO por período a lo largo del año.
4.18 Nivel de Aguas Mínimo de Operación (NAMINO)
Nivel mínimo que se puede presentar en el embalse en condiciones normales de operación y abajo de la cual no
pueden operar las turbinas.
4.19 Nivel de Diseño (NDIS)
Nivel de embalse utilizado para calcular la carga con que se diseñan las unidades.
4.20 Nivel de Desfogue (NDESF)
Nivel medio de la superficie libre del agua, en la descarga de las unidades. Se puede hablar del nivel de desfogue
cuando trabaja una o varias unidades.
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Figura 1- NIVEL DE DESFOGUE
4.21 Bulbo Vacío
Peso propio de la unidad ya montada.
4.22 Bulbo con Agua
Con agua y distribuidor cerrado.
4.23 Operación
Unidad en operación considerando la potencia máxima, caída máxima y velocidad normal.
4.24 Corto Circuito
Unidad en operación normal y el generador produce un corto circuito.
4.25 Operación sin Carga
Durante el arranque la unidad se aproxima a la velocidad nominal pero sin carga.
4.26 Falla en la Sincronización
Unidad en operación sin carga pero la sincronización no funciona.
4.27 Cierre Rápido
Sobrepresión por el cierre rápido del distribuidor.
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4.28 Embalamiento
Unidad desconectada de la red y operando con velocidad de embalamiento con caída máxima, considerando una
posición desfavorable de los álabes del distribuidor y del rodete.
4.29 Montaje
Unidad en montaje, incluyendo las distintas fases de los concretos
4.30 Sismo
Unidad en operación durante un evento sísmico.
4.31 Aislamiento Principal
Aislamiento a tierra, entre espiras, esmalte de alambre magneto, resinas, barnices y encapsulados finales.
4.32 Delta tan Delta (Δ tan δ)
Es la diferencia en la tangente de pérdidas medida a dos tensiones predefinidas diferentes, usualmente en
intervalos de 0.2 Un.
4.33 Descarga Parcial
Una descarga que puentea solo parcialmente el aislamiento entre dos conductores. La descarga puede ocurrir
dentro del aislamiento o en las partes adyacentes al conductor.
NOTA: El término ionización describe cualquier proceso que produce iones y no debe utilizarse para denotar descargas parciales.
4.34 Dieléctrico
Es una sustancia cuya propiedad electromagnética básica es ser polarizada por un campo eléctrico.
4.35 Pérdidas Dieléctricas
Es la potencia absorbida por un dieléctrico que se encuentra dentro campo eléctrico variante en el tiempo y que
usualmente se disipa como calor.
4.36 Prueba de Prototipo
Conjunto de ensayos efectuados sobre un solo aparato (o máquina) o sobre varios aparatos de un mismo modelo,
con objeto de asegurarse de que, desde el punto de vista de su concepción, de su dimensionamiento, de la calidad
de las materias primas en él empleadas, y de su ejecución, ese modelo responde al conjunto de condiciones de
montaje y de funcionamiento especificadas.
4.37 Tensión Nominal (Un)
Es la tensión eficaz fase-fase para la que el sistema fue diseñado y a la que se refieren ciertas características
operativas del sistema.
4.38 Pruebas de Aceptación
Son aquellas evaluaciones que se deben de realizar obligatoriamente al generador ya instalado, y su resultado
depende de que se acepte el devanado.
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5 SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS
CFE Comisión Federal de Electricidad
IEEE Institute of Electrical and Electronics Engieneers
Vn Tensión nominal entre fases.
In Corriente nominal.
SCAAD Sistema de Control, Automatización y Adquisición de Datos.
°C Grados Celcius
Ω Ohms
VA Volts Amperes
NAMO Nivel de Aguas Máximo de Operación
NAME Nivel de Aguas Máximo Extraordinario
NAMINO Nivel de Aguas Mínimo de Operación.
c.a. Corriente Alterna
c.d. Corriente Directa
kPa Kilo Pascales
TCP/IP Protocolo de Transmisión de Control / Internet Protocolo
FP Factor de Potencia
s Segundos
t*m2
Toneladas por metro cuadrado
r/min Revoluciones por minuto
dB Decibeles
Hz Hertz
6 CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES GENERALES
6.1 Alcance del Suministro
Debe incluir el diseño, fabricación, transporte, almacenamiento, suministro de materiales y accesorios y partes de
repuesto, que constituyen a los generadores síncronos de polos salientes acoplados a turbinas hidráulicas tipo
bulbo y equipos auxiliares e incluyendo los recubrimientos anticorrosivos, pintura, montaje y supervisión del
montaje, pruebas, puesta en servicio y supervisión de puesta en servicio, y en general toda la información y
documentación requerida por la CFE.
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A menos que se indique algo diferente en las Características Particulares el alcance del suministro para cada
uno de los siguientes incisos debe ser completo.
6.1.1 Generador y auxiliares
a) Generador.
b) Sistema de excitación y regulación de tensión.
c) Elementos para la instrumentación y control.
d) Elementos necesarios para operación a control remoto del generador.
e) Equipo contra incendio.
f) Equipos misceláneos.
g) Preparación de superficies, recubrimientos anticorrosivos y pruebas no destructivas.
6.1.2 Otros suministros y servicios
a) Todas las placas de nivelación y camisas embebidas en el concreto.
b) Pernos de anclaje y plantillas o escantillón para la localización de anclas.
c) Equipos para soldar y soldaduras especiales.
d) Pintura y protección anticorrosiva, empaque y preparación para embarque de los equipos.
e) Lote de planos, diagramas, instructivos: reportes de pruebas y avance de fabricación, de
embarque e información técnica que se requiera.
f) Programa calendarizado de actividades: este documento indica las fechas para realizar las
actividades de inspección, atestiguamiento o revisión documental, así como los puntos de
espera para realizarlas, durante el proceso de fabricación de los equipos.
g) Pruebas establecidas en esta especificación y elementos necesarios para efectuarlas.
h) Partes de repuesto y herramientas de montaje.
i) Servicios de montaje y puesta en servicio.
j) Pintura anticorrosiva final del equipo.
6.2 Generador
6.2.1 Características técnicas
El generador debe construirse con las características técnicas y debe diseñarse para satisfacer las condiciones de
operación indicadas en el capítulo 7.
6.2.2 Estructura general del generador
El grupo bulbo, está integrado por el generador y la turbina en una disposición física, particularmente limitada en
espacio, está montado en el canal de agua de flujo motriz, el eje de la máquina está colocado horizontalmente, y
considera las chumaceras y cabezal hidráulico para operación de alabes del rodete.
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El generador está confinado dentro del bulbo, en la ubicación lado aguas arriba, se localiza la nariz o cúpula y
subsecuentemente se encuentra la camisa del estator.
El estator está atornillado de manera fija con la carcasa interior del bulbo, en la parte exterior de éste se tienen los
soportes que mantienen fija la máquina. La carcasa exterior del bulbo se encarga de transmitir la mayor parte de
las fuerzas generadas por los momentos que son producidos por el generador bajo operación normal, así como
también en caso de defecto o transitorios electrodinámicos.
Un ducto de acceso vertical, localizado en el lado aguas arriba del bulbo, cumple con el objetivo de realizar las
inspecciones periódicas y trabajos de mantenimiento, a través de este acceso se conducen los siguientes sistemas
(Ver figura 2).
a) Cables o Bus de Fase Aislada.
b) Cables de excitación.
c) Cables auxiliares, de instrumentación, control y protección.
d) Tuberías para el sistema de refrigeración del generador.
e) Tuberías para el sistema de lubricación de chumacera.
f) Tuberías de aire comprimido.
g) Tuberías del sistema oleodinámico para accionamiento del rodete.
Figura 2. Esquema General Propuesto de la Distribución de los Sistemas Auxiliares.
(Ducto de Acceso Vertical)
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6.2.3 Aislamiento
El sistema de aislamiento del generador debe cumplir con lo indicado en la especificación CFE W4210-23 incluye
aislamientos de los embobinados completos tanto del estator como del rotor, puenteo a otras bobinas, anillos de
sujeción, separadores, cuñas, rellenos, cintas y demás materiales.
Las bobinas del estator deben de ser del tipo, que permitan durante el mantenimiento de la unidad y la sustitución
parcial de las mismas sin que se dañe su aislamiento.
Se debe suministrar, para la medición de la temperatura de los devanados del estator, 12 detectores de
temperatura del tipo resistencia, convenientemente distribuidos (4 por fase) de platino, 100  a 0 °C de acuerdo a
la especificación CFE G0000-52.
6.2.4 Estator
a) General.
La carcasa del estator consiste en una construcción de acero soldada, cubierta por una brida a
los lados aguas arriba y aguas abajo. La nervadura de refuerzo cubierta de modo oportuno
garantiza una construcción resistente a vibraciones y a la flexión, que absorbe todas las fuerzas
dinámicas y estáticas y las transmite a la base de fijación a través de la carcasa del bulbo.
En el interior de la carcasa se contará con un sistema de conducción de aire que facilite el
enfriamiento del estator, para lo cual, las bases de fijación y refuerzos de la carcasa del estator
deberán estar colocados de manera que resulten las mejores condiciones del flujo de aire.
La carcasa del estator se debe suministrar en una sola pieza unica o segmentos, si se presenta
en segmentos , estos son atornilladas en sitio y la junta divisora horizontal es soldada después
con una soldadura estanca.
Se debe realizar en el sitio de la obra el ensamble del núcleo y los embobinados del estator,
indicando para efecto de transporte el número de segmentos del estator completamente
devanados que se proporcionan. Adjuntando en la propuesta el programa de montaje
respectivo.
b) Paquete magnético del estator.
El paquete magnético que forma la parte activa del estator, está construido de chapas aleadas
de silicio para dínamo aisladas a ambos lados. Los distintos segmentos de chapa son apilados
con solapadura. Durante el apilamiento se deben efectuar compresiones parciales intermedias
que garanticen que el paquete debe conservar su cuerpo comprimido durante el
funcionamiento.
El paquete está dividido axialmente en paquetes parciales que están distanciados por almas no
basculantes. De esa manera se forman canales radiales para la corriente del aire refrigerante.
Las almas distanciadoras están dispuestas de tal manera que la resistencia al paso de la
corriente de aire sea más baja posible. Para conseguir una distribución uniforme de la
temperatura a lo largo del paquete entero, los paquetes parciales son construidos más
estrechos en el medio del paquete que en los extremos.
El medio de prensado del conjunto total de paquetes de laminaciones apiladas se efectúa a
través de fuertes placas de presión situadas en las superficies extremas (anverso y reverso) del
bloque laminado asociadas con pernos de compresión, distribuidos sobre la periferia. Las
placas de presión son subdivididas para conseguir una reducción de pérdidas adicionales y una
adaptación a una superficie ondulada de paquete. La presión se transmite a los dientes del
paquete mediante “dedos” de presión soldados de material amagnético. Si se utilizan placas de
presión no magnéticas no es necesario aplicar pintura.
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La fijación del paquete magnético en la carcasa del estator se efectúa mediante listones en
forma de cola de milano.
Para la medición de temperatura de la laminación del núcleo del estator, se deben suministrar
12 sensores (termopares) de temperatura del tipo resistencia, de platino de 100 Ω a 0 °C, en la
parte superior, media y baja del mismo, convenientemente distribuidos en las zonas más
calientes.
c) Bobina del estator.
El bobinado del estator se ejecuta en forma de arrollamiento de cuerdas en dos capas y está
dimensionado de modo que se consiga una forma de la onda sinusoidal de tensión por
supresión de armónicas más elevadas.
El bobinado es un devanado de barras o bobinas y debe cumplr con lo establecido en la
especificación CFE W4210‐23
El montaje del bobinado de estator en las ranuras abiertas podrá efectuarse mediante el
sistema de la fijación elástica del bobinado. Es decir que el bobinado es empotrado de modo
resistente y seguro en las ranuras del paquete magnético, utilizando un elastómero de alto valor
con conductibilidad eléctrica. Con ese sistema se controlan perfectamente las dilataciones
térmicas del paquete magnético y bobinado causado por varios factores de dilatación.
Los extremos de las barras son unidos por soldadura fuerte. Encima de los puntos de soldadura
se ponen cabezales aislantes de materia sintética prensada y los espacios entre cabezal y barra
son enmasillados con masa aislante reticulado a temperatura ambiente.
El sistema de sujeción de los cabezales de las bobinas, los separadores, amarres y cuñas, así
como las terminales del devanado del estator, deben estar rígidamente soportados y sujetos
para prevenir vibraciones o deformaciones en cualquier condición que pueda aparecer durante
la operación.
Considerando que las unidades están sujetas a arranques y paros frecuentes, se deben
suministrar las pruebas que demuestren la calidad de los sistemas de soporte y amarre de las
bobinas ofrecidas.
Las bobinas del estator deben ser diseñadas para conexión en estrella, por lo tanto las 6
terminales (3 fases y 3 del neutro) de los devanados se deben sacar en forma accesible para
permitir la instalación de los transformadores de corriente que son parte del suministro.
En caso de que el devanado tenga dos ramas en paralelo o más por fase, es necesario que los
extremos de cada rama en paralelo salgan del estator hasta zapatas atornillables, las que
unidas, forman las terminales de fase y neutro. En caso de que se presenten dilataciones
importantes por efecto de la temperatura, se deben suministrar los elementos flexibles
adecuados para absorberlas y evitar aflojamiento y fracturas en las zonas de cabezales del
devanado. Las conexiones mencionadas con anterioridad no deben presentar puntos calientes.
Para sujetar las bobinas en las ranuras, se debe usar de preferencia el sistema de cuña y
contracuña además de relleno ondulado.
El marco del estator debe ser diseñado para que no entre en resonancia bajo las condiciones
de operación establecidas en esta especificación.
La medición de la temperatura se efectúa mediante resistencias detectoras de temperatura
(RTD´s) montados entre capa superior e inferior en ranuras de la misma fase. Son dispuestos
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simétricamente en las tres fases.
6.2.5 Cargas transmitidas a la Cimentación
Las cargas a la cimentación se transmiten a través de la carcasa de la turbina, las cuales están definidas durante la
operación y montaje de la misma y deben de ser proporcionadas por el fabricante.
Datos que el fabricante debe proporcionar:
a) Peso de los componentes de la turbina.
b) Fuerzas hidráulicas que actúan en la turbina.
c) La presión del agua en la unidad, presión hidrostática.
Dichas cargas se transmiten a la cimentación, con los diferentes apoyos como se indican en la figura 3, las
magnitudes y la aplicación de cada una de ellas deben de ser definido por el fabricante en función de las diferentes
combinaciones de carga.
Figura 3. Cargas Transmitidas a la Cimentación
6.2.5.1. Diferentes combinaciones de carga que se deben tomar en cuenta para el análisis y diseño:
Para todos los casos se deben considerar los diferentes niveles de carga de agua (NAMO, NAME y NAMINO):
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Caso 1 Bulbo Vacío
Caso 2 Bulbo con agua
Caso 3 Operación
Caso 4 Corto circuito
Caso 5 Operación sin carga
Caso 6 Falla en la sincronización
Caso 7 Cierre rápido
Caso 8 Embalamiento
Caso 9 Montaje
Caso 10 Sismo
Nota: Estas cargas y combinaciones de carga deben ser verificadas y consideradas en el diseño por el fabricante del equipo.
6.2.6 Rotor
a) General.
El rotor podrá ser solido o laminado, siempre y cuando se cumpla con el valor de la Constante
de Inercia (H) establecido en las Características Particulares.
El material y las secciones transversales deben seleccionarse de manera que resistan la
operación bajo la condición de embalamiento, sin que se cause daño al equipo.
El rotor totalmente armado debe montarse o desmontarse completo, por lo que el proveedor
debe indicar la masa y la altura total para izaje en estas condiciones, para prever la capacidad
necesaria de la grúa y el nivel de la trabe carril de la misma. Esta condición debe tomarse en
cuenta en el programa de montaje propuesto por el proveedor. Cualquier herramienta especial o
dispositivo de levantamiento para el montaje o desmontaje, debe ser proporcionado por el
proveedor.
b) Polos y bobinas.
Los polos del rotor deben ser laminados, con el fin de mejorar la estabilidad y distorsión de la
tensión durante las fallas y deben dotarse de devanados amortiguadores conectados, de alta
resistencia, diseñados de tal manera que la relación de la reactancia subtransitoria en
cuadratura y directa, sea menor de 1.06
La reactancia síncrona en eje directo no saturada, no debe exceder del 100 %.
Tanto el rotor, los devanados amortiguadores y los devanados de campo, deben tener suficiente
resistencia mecánica y estar bien asegurados contra los efectos de la fuerza centrífuga a la
velocidad de embalamiento, durante un lapso no menor de 30 min.
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6.2.7 Terminales
a) En el lado de fases.
Se deben considerar barras aisladas de potencia en la conexión al bus de fase aislada o cables
de potencia, con el espacio suficiente para la colocación de los transformadores de corriente y
establecer una adecuada cordinación con el proveedor de los buses de fase aislada o cables de
potencia.
Todas las abrazaderas de soporte del extremo de los devanados, buses, entre otros, debe ser
biselados para asegurarse que el aislamiento de la bobina no sea dañado durante el ciclo de
expansión y contracción por cambio de temperatura.
b) En el lado del neutro.
Se deben considerar barras aisladas de potencia en la conexión a la interconexión de neutro,
con el espacio suficiente para la colocación de los transformadores de corriente.
El proveedor del generador debe suministrar un tablero de conexión del neutro, el cual se va
ubicar a dentro del bulbo.
6.2.8 Anillos colectores y escobillas
Los anillos colectores y escobillas deben estar cubiertos con una tapa diseñada para evitar que el personal pueda
tener contacto accidental con estas partes. Dicha tapa debe estar construida con un material que no sea flamable y
que permita la ventilación adecuada para evitar elevaciones de temperatura que disminuyan la vida de los
materiales empleados.
Los anillos colectores deben ser ranurados helicoidalmente y montados de manera que la inspección de las
escobillas y los anillos pueda ser hecha por un lado de las puertas. Mientras la máquina esté rodando, la
inspección de las escobillas debe ser práctica y segura.
Las escobillas deben estar adecuadamente separadas, soportadas con aislamiento clase F y diseñadas para
minimizar la posibilidad de que un operador cause un cortocircuito entre los anillos colectores mientras las cambia
y las ajusta.
Los anillos colectores deben ser concéntricos con la flecha o con la extensión de la flecha.
Se deben suministrar filtros para la caja de anillos colectores.
Se requiere la determinación de la temperatura del arrollamiento inductor por medición de resistencia. Para este
propósito, dos portaescobillas aisladas y escobillas de baja resistencia deben ser proporcionados para la medición
de la caída de tensión a través de los anillos colectores durante la operación. Debe instalarse un sistema de
ventilación para evitar la introducción de polvo de carbón dentro del generador.
Para la inspección se requiere del uso de cámaras en el interior del Bulbo, una del lado de generador y otra del
lado de la turbina.
6.2.9 Transformadores de corriente
Todos los transformadores de corriente deben ser del tipo núcleo toroidal.
Las características de estos transformadores deben estar de acuerdo con las indicadas en la norma
NMX-J-109-ANCE y con las siguientes, a menos que se indique otra cosa en las Características Particulares.
a) En el lado de fases del generador.
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Nueve (9) transformadores de corriente, con la relación de transformación indicada en las
Características Particulares, para una clase (exactitud) de 0.2 S y carga de 2.5 VA a 100 VA
para medición y clase (exactitud) de 10P20 y carga de 100 VA para protección, con la
distribución siguiente:
- Tres (3) secundarios (uno por fase) para la medición del generador.
- Tres (3) secundarios (uno por fase) para la protección diferencial del generador.
- Tres (3) secundarios (uno por fase) para alimentación del regulador automático de
tensión.
Estos transformadores van instalados como se indica en el inciso 6.2.6 a).
b) En el lado neutro del generador.
- Nueve (9) transformadores de corriente, con la misma relación de transformación, clase
de exactitud y cargas que los del inciso anterior, con la distribución siguiente.
- Tres (3) secundarios (uno por fase) para la protección diferencial del generador.
- Tres (3) secundarios (uno por fase) para la protección diferencial del grupo generador
transformador.
- Tres (3) secundarios (uno por fase) para la protección del generador.
Estos transformadores van instalados como se indica en el inciso 6.2.6 b).
6.2.10 Gabinete con transformadores de potencial, apartarrayos y capacitores
Se requiere que el generador se suministre con un gabinete en el que estén contenidos los transformadores de
potencial, para:
a) El sistema de medición de energía generada y sistema SCAAD (3 piezas).
b) Esquema de protecciones del grupo generador – transformador (3 piezas).
c) Retroalimentación para los reguladores de velocidad y tensión eléctrica (3 piezas).
d) Sincronización (1 pieza).
Los transformadores deben cumplir con la norma NMX-J-168-ANCE y la especificación CFE VE100-29 Con la
relación de transformación de acuerdo a la tensión del generador y tensión en el secundario de 120 V. La clase de
precisión y carga, deben ser de acuerdo al sistema a alimentar; con una capacidad térmica no menor de 200 VA.
En el mismo gabinete se deben alojar los apartarrayos y capacitores necesarios para la protección de sobretensión
y sobre frecuencia, para el generador, con características de acuerdo a la tensión de generación.
Se deben preveer las barras de alimentación de cobre y los aislamientos necesarios para su instalación, dentro del
tablero.
6.2.11 Equipo para sincronización automática
Este equipo debe cumplir con lo establecido en el documento Sistemas de Control, Automatización y Adquisición
de Datos (SCAAD), para plantas hidroeléctricas.
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6.2.12 Equipo para detectar corrientes circulantes anormales en la flecha y caja de terminales para la
medición de la resistencia de aislamiento de las chumaceras
Para evitar las corrientes circulantes en la flecha del grupo turbina-generador, se debe emplear un sistema aislante
en la(s) chumacera(s) de dicho grupo. La CFE no acepta que el proveedor del generador proporcione aislamientos
en las trayectorias de las corrientes circulantes que sean externos a las chumaceras.
El fabricante del generador debe suministrar un sistema para detectar corrientes anormales en la flecha del grupo
turbina-generador. Este sistema debe estar formado por un transformador de corriente y sus accesorios para
montarlo en la flecha, un relevador para montarse en el tablero de protección de la unidad y una escobilla para
aterrizamiento físico de la flecha de la turbina. Dicho sistema, debe proporcionar señales de alarma y disparo. De
ser necesario, el fabricante del generador debe ponerse de acuerdo con el fabricante de la turbina ya que es
responsabilidad del fabricante del generador que el transformador de corriente quede localizado en un lugar de la
flecha del grupo que sea fácilmente accesible al personal de la planta y no se requiera desmontar ninguna parte
del equipo para tener acceso al mismo.
El fabricante del generador debe suministrar, una caja de terminales hasta donde se encuentren alambrados todos
los cables provenientes de las chumaceras del conjunto turbina-generador. Lo anterior para medir la resistencia de
aislamiento de los elementos mencionados. La caja de terminales debe estar localizada en un lugar seguro y
accesible para el personal de la planta.
6.2.13 Chumaceras del generador
Todo lo relacionado con las chumaceras del grupo turbina-generador aplica lo previsto en la especificación
CFE W8300-28
6.2.14 Flecha principal
Debe cumplir con lo indicado en la especificación CFE W8300-28
6.2.15 Comportamiento dinámico de los elementos rotatorios
El proveedor del generador debe coordinarse con el proveedor de la turbina respecto a la responsabilidad por el
comportamiento dinámico de los elementos rotantes de la turbina-generador, de acuerdo a lo indicado en el
apéndice A de esta especificación.
6.2.16 Sistema de Frenos
El generador está equipado con una pista de frenado adosada al rotor y gatos de frenado accionado por aire
comprimido, el cual debe ser suministrado a través del ducto de acceso.
Cada generador se debe suministrar con un sistema completo de frenos neumáticos, que se toma de un sistema
independiente para cada generador, compuesto de un compresor y un tanque de almacenamiento interconectado
con los tanques de cada unidad, para llevar al reposo las partes giratorias de la unidad y debe accionarse cuando
el generador alcance el 15 % de la velocidad nominal.
El sistema de frenos debe contemplar las siguientes características:
a) Evitar que el rotor opere en baja velocidad en un tiempo prolongado.
b) El sistema de frenos debe ser ajustado de manera tal que continúen operando hasta por lo
menos un minuto después de la parada completa del conjunto generador-turbina, para permitir
que la película de aceite en la chumacera de carga disminuya y de esta manera evitar que el
conjunto generador-turbina comience a deslizarse debido a un par de operación por una
eventual fuga de agua en el distribuidor de la turbina.
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El proveedor debe indicar en Apéndice C, el por ciento de la velocidad síncrona que recomienda para la aplicación
de los frenos neumáticos y el tiempo que se toman para parar la unidad. El proveedor del generador debe
suministrar el sistema de frenos apropiados para que la aplicación automática de los mismos sea ordenada por el
control hidráulico del grupo, en consecuencia debe ponerse de acuerdo con el fabricante de la turbina en ese
sentido.
Cada uno de los frenos debe disponer de contactos de posición que impidan el arranque de la unidad con alguno
de ellos aplicado.
Así mismo, la operación del sistema de frenado debe de permanecer bloqueado hasta que la velocidad del grupo
sea tal que permita su aplicación.
Se debe incluir en el suministro todas las tuberías, válvulas, conexiones, accesorios, mandos, entre otros, para el
sistema de frenado del generador así como el diseño físico del mismo sistema, diseño que debe hacerse de común
acuerdo con el proveedor de la turbina.
El sistema de frenos debe diseñarse considerando que la unidad está sujeta a constantes arranques y paros
diarios.
De ser necesario, debe instalarse un sistema de extracción de polvo en cada balata, de tal forma que se recolecte
en un sólo punto la producción de polvo del sistema de frenado de toda la máquina.
Se debe proporcionar en la propuesta la información sobre el tipo de material utilizado para la pista de frenado del
rotor. El proveedor debe indicar en la oferta el tipo de mantenimiento que requiere su sistema de frenos.
6.2.17 Sistema de enfriamiento
El enfriamiento del generador, se realiza a través de la circulación forzada de aire por el entrehierro mediante
ventiladores. Una vez que el aire toma el calor del generador, se hace circular a través de cambiadores de calor
aire-agua. El agua de éste cambiador, se circula en circuito abierto, transfiriendo el calor del generador al exterior.
El agua es tomada del pasaje de agua, aguas arriba del rodete de la turbina. Esta agua, circula mediante bombeo
a través de los cambiadores de calor y finalmente es descargada aguas abajo del tubo de aspiración.
El licitante en su proposición, debe entregar un diagrama de flujo del enfriamiento del generador, dónde se indique
el número de ventiladores axiales, su distribución y ubicación dentro del bulbo. Asimismo, también se debe n incluir
los cambiadores de calor necesarios para un enfriamiento eficiente.
Los cambaidores de calor forman parte del suministro del generador, así como las tuberías, válvulas, ductos,
accesorios para la interconexión con el sistema de agua de enfriamiento, los cabezales de alimentación y descarga
de agua a los enfriadores. Las conexiones de los cabezales y enfriadores deben ser bridadas.
El arreglo y ubicación de los enfriadores debe ser tal, que permita la fácil limpieza de los tubos, sin sacar el
radiador de su lugar.
El límite de suministro de este sistema, que corresponde al fabricante del generador, se tiene en las bridas de los
cabezales, de alimentación y descarga, que deben localizarse fuera del bulbo. A partir de ese punto se debe
conectar el proveedor del sistema de agua de enfriamiento. Esto se indica en los diagramas de la especificación
CFE 017PH-12.
Para determinar la capacidad de los enfriadores debe considerarse que el generador trabaja, en forma continua, a
su máxima capacidad.
El sistema de enfriamento con base en los cambiadores de calor agua-aire, debe tener capacidad para que aun
con uno de ellos fuera de servicio, ésta no se vea reducida. Lo anterior considerando que el generador opera a su
capacidad nominal.
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A continuación se establecen las características que deben reunir los enfriadores.
a) Los tubos deben ser de cobre-níquel 70/30, las aletas de aluminio, las cámaras de agua deben
fabricarse de material anticorrosivo, de construcción soldada, desmontables en secciones para
su limpieza y con juntas de neopreno para garantizar su hermeticidad.
b) Los tubos aletados deben tener los soportes apropiados, para evitar daños por vibraciones y las
cámaras de los enfriadores deben tener también los refuerzos necesarios.
c) Debe considerarse que las velocidades del agua en las tuberías, no debe exceder de 3 m/s con
el fin de evitar caídas bruscas de presión, cavitación, ruido y vibraciones excesivas.
d) Cada enfriador debe contar con una válvula de venteo para purgar el aire contenido en las
cámaras y de esta forma evitar baja eficiencia en la transferencia de calor.
6.2.18 Agua de enfriamiento
El agua requerida por los enfriadores del generador debe ser tomada del sistema de agua de enfriamiento propio
de cada unidad. Cada generador debe contar con una alimentación propia.
Para definir el alcance del suministro y tipo de materiales de estos sistemas, se debe remitir a la especificación
CFE 017PH-12, en donde se describen y muestran los arreglos a considerar.
El fabricante del generador debe apegarse al documento anterior, y a las Características Particulares de esta
especificación, para obtener los datos de diseño de los equipos de enfriamiento que forman parte del suministro de
generador.
El fabricante del generador debe suministrar las tuberías y todos los accesorios adecuados para la interconexión
entre enfriadores y cabezales, que permita la desconexión rápida y fácil de cada enfriador sin que esto afecte la
operación de los otros enfriadores, y contar con el espacio suficiente para que al levantarlos con el gancho de la
grúa, no se corra el riesgo de golpear la tubería. El material de la tubería suministrada debe ser acero inoxidable.
El material del cuerpo de las válvulas debe ser de acero al carbón y los interiores de acero inoxidable. Toda la
tornillería suministrada debe ser de acero inoxidable.
Deben incluir válvulas de desvío (by-pass) y drenaje, para permitir el desague del enfriador, cuando se interrumpa
la operación de éste, así como del suministro de agua.
El licitante debe proporcionar en su propuesta, los valores de gasto y presiones máxima y mínima a los que
pueden operar los enfriadores, así como las pérdidas de presión por enfriador, y del sistema completo.
Los enfriadores deben probarse hidrostáticamente a una presión de 1.5 veces la presión de trabajo durante 1 h
como mínimo.
6.2.19 Instrumentación
Se debe suministrar e instalar la instrumentación necesaria, según se detalla en el inciso 6.4.1 de esta
especificación.
6.2.20 Bulbo
Debe cumplir con lo indicado con la especificación W8300-28
6.2.21 Sistema de Drenaje y achique
Debe cumplir con lo indicado con la especificación W8300-28
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6.2.22 Sistema de adquisición de datos para el monitoreo de vibraciones mecánicas y descargas
parciales
El proveedor del generador debe suministrar un sistema de adquisición de datos para el monitoreo de vibración
mecánica y descargas parciales para cada una de las unidades. El sistema, debe cumplir con los requerimientos
indicados en el Apéndice B de esta especificación.
Los valores máximos de vibración en la flecha deben estar de acuerdo a la referencia [27].
6.3 Sistema de Excitación y Regulación de Tensión
Se debe suministrar para cada generador un sistema de excitación y regulación de tensión, el cual debe cumplir
con lo indicado en la especificación CFE W4101-16, así como con las Características Particulares de la presente
especificación.
6.4 Elementos para la Instrumentación y Control
6.4.1 Instrumentos, elementos registradores y elementos primarios
Debe suministrarse para el generador pero no necesariamente limitado, lo siguiente:
a) Un sistema con resistencias calefactores que operen cuando la unidad esta detenida, para
evitar la condensación de humedad en los devanados de la máquina alambrados hasta la caja
de conexiones, incluyendo el contactor y selector de apagado, manual y automático, adaptado y
ubicado adecuadamente y, alimentados con los servicios auxiliares con tres fases 480 V c.a.,
60 Hz
b) El proveedor debe proporcionar un gabinete conteniendo un transformador de 480 V/127 V, con
fusibles en el lado de baja tensión, un interruptor de control, un selector de apagado manual y
automático, y un control termostático de los calentadores.
En un dibujo preliminar se debe mostrar la localización física de los calefactores.
c) Un manómetro para indicar la presión de aire para los frenos de la unidad. Dicho manómetro
indicador así como la válvula reductora de presión de aire deben ser localizadas en el tablero de
control local de la turbina. Debe proporcionarse información en la propuesta sobre las
dimensiones del manómetro la forma en que se suministra el aire al manómetro y demás
detalles necesarios para la medición de la presión del aire de los frenos. Tales dispositivos se
deben enviar al proveedor de la turbina.
d) Un dispositivo mecánico para la operación manual de los frenos de la unidad con las posiciones
marcadas “Fuera” y “Dentro”. En la propuesta se debe presentar una descripción en detalle de
las características de tal dispositivo.
e) Medidor de gasto de agua (flujómetro) de enfriamiento de inducción electromagnética con
contacto c.d. para alarma, montado en la descarga general del agua de los enfriadores del aire
del generador alambrados hasta la caja de conexiones del mismo, con señales de salida para el
SCAAD.
f) Con el objeto de que el indicador de este dispositivo no tenga oscilaciones debido a
perturbaciones en el flujo del agua, a partir del punto en que se localice este medidor deben
disponerse tramos rectos (antes y después del mismo) de 3 m como mínimo.
g) Una sonda termométrica (termopar) en la descarga general del agua de los enfriadores de aire
del generador, la cual se debe instalar en dicha tubería, para alimentar a un contacto de
corriente directa y dar una alarma cuando la temperatura de dicha agua de salida sea excesiva,
alambrado hasta la caja de conexiones del generador.
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h) Un sistema de detección de temperatura (termopares) constituido por detectores de
temperatura de platino de 100 Ω a 0 °C, para aire frío y aire caliente en los enfriadores del
generador con las siguientes características.
i) Que pueda ser utilizado para propósitos de medición del aire frío y aire caliente de cada uno de
los enfriadores del generador.
j) El sistema debe prever su conexión al SCAAD para lo cual, las señales deben alambrarse hasta
la caja de conexiones del generador.
k) Todos los medidores locales de temperatura, flujo, presión y nivel, deben proporcionar salidas
analógicas o digitales para medición y monitoreo remoto.
6.4.2 Cajas de conexiones
El proveedor del generador debe proporcionar cajas de conexiones convenientemente localizada en la cual estén
alojadas tablillas terminales con las señales analógicas y digitales de todos los aparatos y equipos suministrados
con el generador excepto lo correspondiente a las señales del sistema de excitación y regulación de tensión. Se
pretende con lo anterior agrupar los cables que entren o salgan del generador a un solo lugar de conexión.
La caja de conexión para el gabinete tipo 2 debe cumplir con lo indicado en la referencia [1].
El suministro de la caja de conexiones debe incluir el cableado y la tubería conduit a los aparatos antes indicados.
Las tablillas de conexiones deben estar diseñadas para soportar las vibraciones que se presentan en la instalación.
Las tablillas de conexiones y los conductores de esta caja deben estar debidamente identificados.
Debe haber amplitud suficiente para hacer libremente las conexiones. Se deben proporcionar un 20 % de tablillas
de reserva.
Una vez hecho el pedido, debe indicarse la nomenclatura de las tablillas terminales para su fácil identificación.
6.5 Cables, Tubería Conduit y Accesorios
El proveedor debe suministrar todos los cables de control entre el equipo que proporciona, para completar la
operación y el sistema de control del generador indicada en los planos de alambrado.
Todos los cables de instrumentación y control suministrados deben ser conforme a la especificación
CFE E0000-26.
Los cables empleados para la alimentación de los equipos de fuerza, deben cumplir como mínimo con la
especificación CFE E0000-25.
Los conductores de los detectores de temperatura deben ser blindados de extremo a extremo y resistentes al
aceite, al calor, a la humedad y contra daños mecánicos.
Los cables no deben estar cortados o raspados en el forro aislante o en la cubierta protectora de los conductores.
No se deben hacer empalmes en los conductores, excepto en el bloque terminal del equipo. Todos los cables
deben ser marcados en una extremidad, con un anillo de plástico, poniendo un número en cada cable antes de
terminar la instalación de éstos. Los anillos marcadores deben ser proporcionados por el proveedor. Los que
indican las rutas de los cables deben ser presentados por el proveedor, antes de la instalación.
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Los cables de control que se encuentran dentro del bulbo del generador deben tener trayectorias tan cortas como
sea posible, llevadas en ductos o “conduits” hasta la caja de conexiones del generador. La trayectoria y las
terminales deben ser adecuadamente indicadas en los planos para revisión de la CFE.
El proveedor debe proporcionar todos los tubos conduit de pared gruesa, de metal galvanizado para conductores
eléctricos, así mismo los accesorios, tornillos, tuercas, anclas y soportes de la tubería embebida o externa
requerida para la instalación del sistema de los cables de control proporcionados. Donde se requiera, se debe
suministrar tubo conduit flexible.
Todos los codos deben ser graduales y suaves para permitir el arrastre de cables aislados.
Las extremidades de los tubos conduit deben ser fijados en forma tal para no estropear los forros de los cables o
las cubiertas protectoras.
6.6 Equipos Misceláneos
6.6.1 Motores auxiliares
La tensiones nominales de todos los motores auxiliares suministrados con el generador debe ser:
a) Para los motores de c.a. 480 V, 3 fases y conforme a lo indicado en la norma
NMX-J-075/1-ANCE.
b) Para los motores de c.d.
Deben cumplir con las características técnicas de acuerdo a lo indicado en la referencia [26] del
capítulo 13 de la presente especificación, con la observación que dichos motores deben operar
correctamente en el rango de tensiones indicado para el sistema de 125 V c.d. del parrafo
6.1.1 b) de esta especificación.
Los motores deben ser del tipo totalmente cerrado, no ventilado, con aislamiento clase B como
mínimo, 1.15 de factor de servicio con una elevación máxima de temperatura de 80 °C
diseñados para arranque con carga y con cojinetes de 10 000 h.
Los motores deben estar diseñados para operar con un rango de variación de la tensión (y de
frecuencia para los motores de c.a.) conforme se indica en el parrafo 6.24 de esta
especificación.
6.6.2 Sistema contra incendio a base de agua
Debe cumlir con lo siguiente:
a) Se debe suministrar Sistema automático / manual de inundación total por agente limpio para la
protección de los Generadores Eléctricos
b) El proveedor debe suministrar un sistema contra incendio manual a base de agua, de acuerdo
con la especificación CFE XXA00-19.
El fabricante debe suministrar con su propuesta, toda la información técnica relacionada con el uso del agua para
el propósito mencionado, indicando claramente las consecuencias o daños posibles sobre núcleo y devanados del
estator y rotor, cilindros, gatos de frenado, chumaceras o cualquier aspecto relacionado con el uso del agua.
Las conexiones para señalización y alarma del sistema deben quedar alambradas a tablillas para su envío a
control remoto. La ubicación de estas tablillas debe ser la caja de conexiones del generador indicada en el punto
6.4.2.
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6.6.3 Transformador de puesta a tierra del neutro del generador y resistencia
La conexión a tierra, formada en el exterior debe ser a través de un transformador monofásico con carga resistiva
conectada en el secundario. Para este objeto, el proveedor del generador debe suministrar un gabinete a la salida
del mismo que incluya lo siguiente:
a) Barras y accesorios para formar el neutro del generador.
b) Transformador de distribución. Para conectar el neutro del generador a tierra se requiere un
transformador de distribución, tipo seco, el cual debe cumplir con las características de
construcción y pruebas establecidas en la norma NMX-J-351-ANCE, y las características
indicadas a continuación:
- Servicio tipo: Interior.
- Clase de enfriamiento: AA.
- Frecuencia: 60 Hz.
- Número de fases: Una.
- Tensión nominal primaria: Tensión nominal de generación.
- Tensión nominal secundaria: 240 V c.a.
- Capacidad continua en kVA: Se indica en Características Particulares.
- Capacidad de un minuto en kVA: Se indica en Características Particulares.
- Clase de aislamiento: H.
- Nivel básico de aislamiento al impulso del devanado de alta tensión: Igual al del
devanado del generador.
c) Resistencia.
La resistencia debe ser de acero inoxidable de las siguientes características:
- Material: Acero inoxidable.
- Valor en : Se indica en Características Particulares.
- Corriente nominal en A: Se indica en Características Particulares.
- Capacidad de un minuto: Se indica en Características Particulares.
- Tensión nominal: 240 V c.a.
- Aislamiento: 600 V c.a.
6.6.4 Accesorios en gabinetes
Los gabinetes que se proporcionan deben contener como mínimo los accesorios siguientes:
a) Resistencias calefactoras y termostatos para evitar la condensación de humedad en su interior.
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b) Alumbrado interior.
c) Equipo alambrado a tablillas terminales.
d) Conectadores para puesta a tierra de los gabinetes, situados uno en cada extremo de los
mismos para recibir cables de cobre de sección transversal 67.43 mm² a 107.20 mm².
6.7 Preparación de Superficies, Recubrimiento Anticorrosivo y Acabado de Gabinetes
Se debe cumplir con lo siguiente:
a) Tanto las estructuras como los gabinetes deben limpiarse en toda la superficie con chorro de
arena o granalla de grado comercial o en su defecto tratar la superficie químicamente y
bonderizarla con fosfato de zinc cumpliendo con la especificación CFE D8500-01.
b) Antes del acabado final del equipo se debe aplicar en seco el primario CFE P3 o CFE P10, de
acuerdo a la especificación CFE D8500-02, considerando que los tableros van a instalarse en
una zona tropical lluviosa o zona seca, según se indique en las Características Particulares. La
característica ambiental que debe considerarse es la marina (véase la especificación
CFE D8500-01).
c) El acabado final del equipo debe tener el número de capas y el espesor indicado en la
especificación CFE D8500-01, correspondiente al primario seleccionado en el inciso anterior. El
color del acabado de estructuras y gabinetes debe ser: RAL14, verde pistache conforme a lo
indicado en la especificación CFE L0000-15.
6.8 Especificaciones de Material y Equipo del Sistema
6.8.1 Materiales
Los materiales utilizados en el equipo, excepto los especificados en forma particular, deben ser seleccionados por
un escrutinio entre los materiales de buena calidad generalmente usados por el equipo de la misma clase.
Las características, grado y número estándar de los materiales deben ser los indicados en la tabla 1
Tabla 1.- Materiales principales
No DESCRIPCION NORMA/ MATERIAL
1 Carcasa de estator Referencia [16]
2 Chapas del núcleo
Referencia [38] / M250
-50 A
3 Dedos de presión de núcleo del estator Referencia [39]
4 Barras de estator
Referencia 40
5 Arandelas de ventilación del estator Referencia [39]
6 Núcleos de polos Referencia [16]
7 Cruceta del rotor Referencia [16]
8 Bobinado polar Referencia [16]
9 Anillo rozante Referencia [16]
10 Nariz del bulbo
Referencia [36]
GRADO 70,
Referencia [42]
GRADO 58
Continua…
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Continuación…
11 Pozo de acceso al bulbo Referencia [16]
12 Pernos de soportes
ASTM A 668 CLASE F
FORJADO
13 Apoyos de segmentos
ASTM A 668 CLASE
LH FORJADO
14 Cuerpos de chumaceras Referencia [16]
15 Disco de chumacera de carga Referencia [16]
16 Cubas de chumaceras Referencia [15]
17 Parte central del rotor Referencia [16]
18 Patas de la cruceta Referencia [16]
19 Flechas Referencia [20]
20 Cubo de chumaceras Referencia [20]
21 Gatos de frenado Referencia [16]
22 Espárragos Referencia [42]
23 Laminado del rotor
Referencia [43]
GRADO 80
6.8.1.1 Fundiciones
Las piezas de fundiciones no deben presentar defectos que impidan el correcto funcionamiento y deben limpiarse
antes de ser utilizadas.
Las superficies que no sean maquinadas y que vayan a quedar expuestas después de la instalación final, deben
estar en tal condición que no sea necesario realizar operaciones de pulido de la superficie en el lugar de la obra,
antes de aplicar la pintura.
Los criterios de aceptación de inperfecciones detectadas en las fundiciones debe acotarse a los parametros
definidos para la clase 1, del documento establecido en la referencia [37] del capitulo 13 de esta especificación
a) Soldaduras de reparación.
Los defectos menores o imperfecciones que no afecten definitivamente la resistencia o
utilización de las piezas fundidas, pueden repararse mediante soldadura de acuerdo con la
práctica aceptada por las especificaciones CFE DY700-08 y CFE DY700-16 para la reparación
de dichas piezas sin necesidad de aprobación de parte de la CFE.
b) Dimensiones.
Los espesores y otras dimensiones de las piezas fundidas deben coincidir sustancialmente con
las dimensiones indicadas en los planos.
El proveedor debe asegurar el control de calidad de los materiales incluyendo en sus reportes
pruebas sobre especímenes, los cuales deben prepararse de la misma fundición de la pieza
correspondiente.
c) Inspección.
Las fundiciones de partes principales deben inspeccionarse en la fundición cuando se esté
realizando la limpieza o remoción de sobre - material. Las partes también deben ser
inspeccionadas después de haberse terminado con las reparaciones y después del tratamiento
térmico que aplique.
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Las soldaduras deben ser inspeccionadas, de acuerdo a lo establecido en la Tabla 9
La CFE solicita al proveedor la realización de ensayos no destructivos a fin de determinar:
- El alcance máximo de los defectos.
- Que la zona de soldar está debidamente preparada.
- Que las reparaciones sean satisfactorias.
Los gastos que demande la realización de estos ensayos son por cuenta del proveedor.
Los materiales para cada clase de fundición deben estar de acuerdo con:
6.8.1.2 Forjado
Los forjados deben ser de acuerdo a lo indicado en la referencia [20]. La CFE solicita al proveedor la realización de
ensayos no destructivos a fin de verificar la calidad del forjado.
Los forjados deben estar libres de todos los defectos que afecten su resistencia y durabilidad, incluyendo fisuras,
grietas, imperfecciones, rebabas, escamas, porosidad excesiva, inclusiones y segregaciones no metálicas.
Todas las piezas de los generadores deben estar perfectamente maquinadas y listas para ser ensambladas en el
sitio, en caso contrario, el proveedor debe indicar con toda claridad en su propuesta cuales piezas son necesarias
de maquinar en el sitio y cuanto tiempo se requiere.
Todos los forjados deben ser claramente estampados con el número en caliente en lugar que pueda ser visto
rápidamente cuando el forjado es ensamblado en una unidad completa.
Los forjados no deben ser reparados, rellenados o soldados sin autorización escrita del inspector designado por la
CFE.
6.8.1.3 Placas de acero
Placas de acero soldadas para rotores, estructuras del estator o cualquiera otra parte soldada debe ser de acuerdo
a lo indicado en la referencia [16].
6.8.1.4 Perfiles de acero
El acero de calidad estructural para construcciones soldadas debe estar de acuerdo con lo indicado en la
referencia [16].
6.8.1.5 Acero inoxidable
El acero inoxidable utilizado debe estar de acuerdo con a lo indicado en la referencia [21]. El grado, número de
especificación y composición química debe ser propuesto para revisión de la CFE. En caso de revestimientos, la
aleación y el espesor de los mismos debe ser revisado por la CFE.
6.8.1.6 Bronce
El bronce debe ser de acuerdo con lo indicado en la referencia [24].
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6.8.2 Tuberías
El proveedor debe suministrar todas las tuberías y válvulas para los sistemas de aceite, aire y agua, los soportes
de tubería necesarios para la instalación, los pernos de anclaje para la fijación de tales soportes y empaquetaduras
y pernos para las conexiones en la cantidad requerida. El proveedor debe proporcionar un 10 % adicional a la
cantidad requerida.
En general toda la tubería a presión, incluyendo la del aceite, agua y líneas de aire, deben ser tubos de cobre sin
costura donde el diámetro es de 50.8 mm o menos y la presión de trabajo sea de 658.8 kPa, cuando el diámetro de
la tubería sea mayor de 50.8 mm o la presión de trabajo sea mayor de 658.8 kPa debe utilizarse tubería de acero
sin costura. Toda la tubería mayor de 50.8 mm de diámetro debe tener brida de unión.
La tubería de acero sin costura debe ser de acuerdo con lo indicado en la referencia [18].
Los accesorios para la tubería deben ser de acero.
Los accesorios para la tubería de cobre sin costura deben ser de bronce, conteniendo por lo menos un 85 % de
cobre, todos los accesorios de bronce para la tubería de cobre deben ser del tipo camisa y unidos con la soldadura
adecuada. Todas las bridas deben ser de cara saliente conveniente para la presión de trabajo utilizada, con una
clasificación de acuerdo a lo indicado en la referencia [5].
Las válvulas para la tubería de cobre y para la tubería de bronce deben tener uniones de camisa de bronce,
soldadas con la soldadura adecuada.
Las válvulas que se usen en las líneas de aceite deben ser de vástago ascendente, cuerpo de acero, con asiento
de bronce. No se aceptan cuerpos de hierro fundido. Todas las válvulas para el servicio de aceite deben ser
diseñadas considerando la presión de trabajo a usar en el sistema.
Todas las válvulas para líneas de agua deben tener bridas con cara saliente, de acuerdo a lo indicado en la
referencia [5].
Todos los pasadores, pernos, tornillos, tuercas, arandelas, juntas, empaques, soportes, entre otros, necesarios y
requeridos para el ensamblado en el campo de los sistemas de tuberías para el generador deben ser diseñados,
suministrados, embarcados, instalados, probados por el proveedor. Todas las juntas deben ser hechas de un
material aprobado.
Todo el sistema de tubería debe ser prefabricado en la medida que es practicable dejando solamente las
conexiones con uniones y/o bridas como puedan ser necesarias para el ensamblado o un posible desmontaje
deben usarse grandes radios de curvas en lugar de accesorios para tubería.
La tubería de acero debe ser interna y externamente tratada con un aceite antióxido. Después de ensamblarse y
antes de ser puesta en servicio, todo el sistema de gatos debe ser limpiado internamente. El sistema de gatos de
aceite, debe ser aprobado hidrostáticamente a una presión de 2 351 kPa.
Las mangas para tubería empotradas en concreto en caso de necesitarse deben ser suministradas e instaladas por
el proveedor, el cual debe proponer una lista de las mangas para tubería requeridas. La lista debe contener toda la
información incluyendo la localización de la manga de cada tubería, su longitud y tamaño.
6.8.3 Soldadura
Donde sea necesaria la aplicación de soldadura para la conformación del cuerpo del generador eléctrico, debe
emplearse el proceso que garantice la vida útil del equipo, conforme a lo indicado en las especificaciones de
CFE DY700-08, CFE DY700-16 o código aplicable.
Las placas roladas para ser unidas por soldadura deben ser cortadas perfectamente al tamaño, utilizando una
máquina roladora a la curvatura apropiada la cual debe ser continua desde los bordes. El rolado a lo largo de los
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ESPECIFICACIÓN
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bordes con corrección por golpes no es permitida. Las dimensiones y perfil de los biseles para ser unidos deben
ser tales que permitan una fusión y penetración completa, los biseles de las placas deben ser formados
apropiadamente para facilitar la correcta aplicación de la soldadura.
Los procedimientos de soldadura y reparaciones así como los soldadores deben estar calificados previamente a la
revisión y aprobación de la CFE.
El proveedor debe proporcionar toda la soldadura necesaria para la instalación del equipo (estator, rotor, entre
otros) en el sitio. Debe utilizarse un medidor adecuado que muestre la corriente y la tensión eléctrica de la máquina
de soldar.
6.8.4 Requerimientos de Diseño
a) General.
Todos los dibujos deben contener: material, tolerancias, indicaciones de planaridad,
perpendicularidad y sus acotaciones.
b) Mano de obra y diseño.
Todos los materiales y la mano de obra deben ser los mejores dentro de un concenso para
trabajo del mismo tipo. El diseño debe ser tal que las respuestas de la instalación y el
mantenimiento en general puedan ser hechos con el mínimo de tiempo y costo.
Cualquier cambio o reparación no debe ser realizado sin la autorización escrita del supervisor
designado por la CFE.
c) Esfuerzos mecánicos de trabajo.
Los esfuerzos en los materiales bajo las condiciones máximas de operación normal, no deben
exceder los valores indicados en la tabla 2, se podran utilizar otros criterios o limites admisibles
siempre y cuando sean de calidad similar o superior a lo solicitado por la Comisión en esta
especificaciòn. Los esfuerzos de corte máximo no deben exceder de 20 574 kPa para hierro
fundido ni de 60 % de los esfuerzos permisibles a la tensión para otros materiales, excepto la
tensión máxima tangencial por torsión para el eje principal que no debe exceder de 34 291 kPa.
En caso de sobrecargas transitorias, se deben admitir tensiones que no sobrepasen del 50 %
del límite de fluencia.
La tensión máxima de las partes rotativas, debido a la velocidad máxima de embalamiento no
debe exceder de los 2/3 del límite de fluencia del material.
TABLA 2 – Esfuerzos mecánicos de trabajo
Material
Esfuerzos máximos admisibles
Tensión Compresión
Hierro fundido
Un décimo de la resistencia
de la ruptura
68 877 kPa
Acero fundido
Un quinto de la resistencia de
la ruptura
Un quinto de la resistencia a la
ruptura o un tercio de límite de
cedencia, el que sea menor
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ESPECIFICACIÓN
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…Continuación
Placa de acero para
componentes principales
Un cuarto de la resistencia a
la ruptura
Un cuarto a la resistencia a la
ruptura
Para los demás materiales
utilizados en la construcción
de los aparatos
La máxima unidad de esfuerzo a la tensión o compresión
debido a las más severas condiciones de operación no debe
exceder de un tercio del esfuerzo en el punto de cedencia, ni
un quinto del último esfuerzo del material
6.9 Intercambialidad
Todas las partes posibles del generador deben ser fabricadas para ser intercambiables de tal manera que faciliten
la sustitución o reemplazo de una manera ágil y rápida en caso de desgaste o falla.
6.10 Protección Superficial
Todos los equipos y sus partes deben estar protegidos con pintura o tratamiento anticorrosivos como lo indica la
CFE a través de sus especificaciones CFE D8500-01, CFE D8500-02 y CFE D8500-03 y CFE L0000-15.
Toda la pintura y los retoques de pintura después del ensamblado en el sitio, son por cuenta del proveedor, para lo
cual debe proporcionar pintura del mismo tipo que usó originalmente.
6.11 Datos de la Turbina
Los datos de la turbina a los que se acopla el generador, se anotan en las Características Particulares.
6.12 Tipo de Generador
Debe ser de eje horizontal, síncrono de polos salientes y enfriamiento, de acuerdo a lo indicado en la referencia [8].
6.13 Número de Fases
El generador debe ser trifásico.
6.14 Dirección de Rotación
La dirección de rotación debe ser en el sentido de giro de las manecillas del reloj, visto desde la posición aguas
arriba del bulbo, salvo que la CFE indique otra cosa.
6.15 Secuencia de Fases
Las terminales del generador deben ser marcadas con los números dígitos 1, 2 y 3 los cuales indican el orden en el
cual, la tensión de las terminales alcanza su valor positivo máximo (secuencia de fases) con la rotación de la flecha
indicada en el inciso anterior.
Las terminales de las fases, deben ser acomodadas en el orden horizontal 3, 2, 1 leyendo de izquierda a derecha,
vista la unidad de frente y desde el exterior del foso del generador.
6.16 Frecuencia Nominal
La frecuencia nominal del generador debe ser de 60 Hz.
6.17 Factor de Influencia Telefónica (TIF) Y Factor de Desviación Máxima
a) Factor influencia telefónica.
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ESPECIFICACIÓN
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Los valores de la componente balanceada no deben exceder los indicados en la 32.
TABLA 3 - Límites de TIF balanceado
Capacidad de la maquina
(MVA)
TIF Balanceado
5≤ MVA  20 100
20≤ MVA  100 70
100≤ MVA 40
Los valores de la componente residual no deben exceder los indicados en la tabla 4.
TABLA 4 - Límites de TIF residual
Capacidad de la maquina
(MVA)
TIF Residual
5≤ MVA  20 75
20≤ MVA  100 50
100≤ MVA 30
b) Factor de desviación máxima.
El factor de desviación de circuito abierto, fase a fase de la tensión en las terminales del
generador, no debe ser mayor a 0.1.
6.18 Velocidad Nominal y Número de Polos
La velocidad nominal de rotación, y el número de polos correspondiente, se indican en las Características
Particulares.
6.19 Tensión Nominal
La tensión nominal del generador se debe seleccionar de los valores indicados en la tabla 5, a menos que se
indique otro valor en las Características Particulares.
TABLA 5 - Tensiones nominales para generadores
Tipo de instalación
ubicación casa de
máquinas
Localización transformadores de unidad
Capacidad
nominal
MVA
Tensión
nominal
kV
Subterránea
En galería próxima a casa de máquinas
< 160
> 160
13.8
≥16
En la plataforma exterior
< 160
> 160
≥16
≥16
Exterior
En la plataforma anexa a la casa de máquinas
< 160
> 160
13.8
≥16
En la plataforma lejana a la casa de máquinas
< 160
> 160
13.8
≥16
6.20 Clasificación Térmica del Generador
La clasificación térmica del sistema de aislamiento del generador debe ser F en todos sus componentes. Debe
estar de acuerdo con la norma IEC 60085 y con lo indicado en la norma IEC 60034-1.
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ESPECIFICACIÓN
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Los límites de elevación de temperatura de las diferentes partes del generador en operación deben ser de acuerdo
a la tabla 6 y los métodos de medición correspondientes deben estar basados en la norma IEC 60034-1.
TABLA 6 - Límites de elevación de temperatura en operación de los sistemas de aislamiento del generador
Parte del
generador
Método
de
medición
Elevación
de
temperatura
a capacidad
nominal
°C
Elevación
de
temperatura
a capacidad
máxima
°C
Embobinado del estator
Resistencia detectora
de temperatura (RTD)
80 90
Embobinado del rotor Resistencia 80 100
Núcleo magnético del
contacto con
embobinado
Termómetro - - Nota
Anillos colectores Termómetro 85 85
Nota: La elevación de la temperatura de cualquier parte no debe ser perjudicial al aislamiento de esta parte o a cualquier otra parte
adyacente al mismo.
La elevación de temperatura y las temperaturas máximas indicadas en la tabla 5 se miden considerando una
temperatura máxima del aire a la salida de los enfriadores de 40 °C utilizando los métodos indicados en la misma
tabla.
Las pruebas de sobrecalentamiento en los embobinados del estator, son los del punto más caliente (en el cobre).
El fabricante debe indicar en su propuesta el procedimiento para determinar las temperaturas mencionadas a partir
de los valores de medición con las resistencias detectoras de temperatura (RTD) embebidas.
Las elevaciones de temperatura empleando los métodos de medición de la tabla 5, que se deben garantizar para
los embobinados del rotor y estator son:
a) 80 °C valor máximo, para condiciones nominales de operación.
b) Para la capacidad máxima a velocidad, tensión, factor de potencia y frecuencia nominales de
operación.
6.21 Capacidades
6.21.1 Capacidad nominal
La capacidad nominal del generador debe considerarse sobre una base de operación continua. La capacidad
nominal debe estar expresada en los kVA disponibles en las terminales del generador a la frecuencia, tensión y
factor de potencia especificadas.
Las características del generador deben ser definidas con respecto a estos valores nominales y conforme a lo
indicado en la referencia [8].
Las elevaciones de temperatura para los embobinados del rotor y estator deben ser las indicadas en el parrafo
6.19 de esta especificación.
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ESPECIFICACIÓN
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La capacidad nominal, se indica en las Características Particulares.
6.21.2 Capacidad máxima
La capacidad máxima del generador debe estar de acuerdo con la potencia máxima entregada por la turbina
(condiciones de carga máxima y gasto de diseño). Las elevaciones de temperatura del sistema de aislamiento
deben ser inferiores a los indicados en el parrafo 6.19.
6.22 Reactancias
Los valores de reactancia a corriente nominal del generador en eje directo, síncrona (Xd), transitoria (X´d) y
subtransitoria (X´´d), se indican en las Características Particulares.
6.23 Relación de Cortocircuito
La relación de cortocircuito se indica en las Características Particulares.
6.24 Momento de Inercia (J) y Constante de Inercia (H)
El momento de inercia debe ser totalmente incorporado al rotor, por ningún motivo se acepta que sea
complementado con un volante adicional. La constante de inercia, debe corresponder al valor del momento de
inercia del generador.
El proveedor debe prever posibles cambios en el valor de la constante de inercia indicado, describiendo en forma
detallada las modificaciones que se originarían en las dimensiones del generador, parámetros de excitación y otras
características.
6.25 Tensiones Nominales e Intervalo de Tensiones de los Sistemas para la Alimentación de los
Equipos Auxiliares del Generador
Se debe contar con lo siguiente:
a) Sistema de corriente alterna.
El fabricante debe considerar un sistema con una tensión nominal de 480 V c.a., 60 Hz, para la
alimentación de los equipos de fuerza.
Los equipos proporcionados, deben operar correctamente y sin deterioro en la vida normal de
los mismos, entre los límites máximo y mínimo indicados para las tensiones de utilización
correspondientes al rango B de la tabla 1 en la referencia [10], esto es:
- Tensión máxima: 508 V c.a.
- Tensión mínima cuando se tienen cargas de alumbrado: 424 V c.a.
- Tensión mínima cuando no se tienen cargas de alumbrado: 416 V c.a.
Los valores anteriores corresponden a un sistema trifásico de 3 hilos.
La variación de la frecuencia debe ser de + 5 %.
b) Sistema de corriente directa.
El fabricante debe considerar un sistema con una tensión nominal de 125 V c.d. para la
alimentación de los equipos de control.
D
O
C
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TO
EN
PER
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D
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E
EN
TR
AD
A
EN
VIG
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R

ESPECIFICACIÓN
CFE W4200-31
32 de 94
161215 Rev
Los equipos proporcionados deben operar correctamente y sin deterioro en la vida normal de
los mismos entre los límites de tensión máximo y mínimo indicados a continuación:
- Tensión máxima: 131.25 V c.d.
- Tensión mínima: 118.75 V c.d.
El proveedor debe indicar en la propuesta, las tensiones nominales de los equipos y aparatos eléctricos de su
suministro.
6.26 Partes de Repuesto y Herramientas de Montaje
6.26.1 Partes de repuesto requeridas por la CFE
El licitante debe suministrar las partes de repuesto indicadas en la tabla 7.
TABLA 7 - Partes de repuesto (generador)
Partes de repuesto
Cantidad según
número de unidades
1 ó 2 3 ó 4
Juego de bobinas que comprendan el 5% del devanado interior
y 10% del devanado exterior
1 2
Un polo universal 1 2
Juego de dos transformadores de corriente, uno para
protección y otro para medición
1 1
Moto-bomba de izaje para la chumacera de carga 1 1
Juego de porta carbones 1 2
Juego de anillos colectores 1 2
Juego de carbones para los anillos colectores 4 8
Juego de zapatas para los frenos 1 2
Juego de empaques para el sistema de aire de los frenos 1 2
Enfriador de aire 4 4
Enfriador de aceite 1 2
Juego que comprenda termómetros indicadores de cada tipo
utilizado
1 2
Juego de resistencias detectoras de temperatura para el estator
de una unidad
1 2
Continua…
D
O
C
U
M
EN
TO
EN
PER
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E
EN
TR
AD
A
EN
VIG
O
R

ESPECIFICACIÓN
CFE W4200-31
33 de 94
161215 Rev
…Continuación
Juego completo de cuñas de rellenos para el estator de una
unidad
1 2
Lote de conectores formado por un tercio del total
correspondiente a una unidad con un sistema de aislamiento
(capuchón o cinta)
1 2
6.26.2 Herramientas y equipo especial que debe proporcionar el proveedor
El proveedor debe incluir como parte del suministro de los generadores las herramientas y equipos especiales que
se requieran para el montaje y desmontaje de los mismos, entendiéndose que dichas herramientas son todas
aquéllas de uso no estándar, de uso exclusivo para el equipo que se suministra y las cuales no pueden usarse en
otros equipos.
Se debe entregar con la propuesta una lista de las herramientas y equipos especiales que se suministran
incluyendo los accesorios necesarios para cargar el estator o el rotor completos, indicando la cantidad.
7 CONDICIONES DE OPERACIÓN
7.1 Altitud de Operación
El generador debe estar diseñado para operar hasta una altitud de 1 000 m. En caso de que en las
Características Particulares se indique una altitud mayor de operación, deben hacerse las correcciones indicadas
en la norma IEC 60034-1.
7.2 Capacidad de Carga del Terreno
Este valor se indica en las Características Particulares.
7.3 Diseño por Sismo
El generador debe diseñarse para soportar la aceleración horizontal máxima indicada en las Características
Particulares.
7.4 Temperatura Ambiente
El proveedor debe considerar que todo el equipo que suministra debe estar diseñado para operar correctamente
con la temperatura ambiente máxima, más la elevación provocada por la diferencial de temperaturas entre el
exterior y el interior de la casa de máquinas en la zona particular de cada equipo, ocasionada por la disipación de
calor de los diferentes equipos cuando el sistema de ventilación se encuentra fuera de servicio.
El generador debe estar diseñado para operar a una temperatura ambiente máxima de 40 °C. En el caso de que la
temperatura de operación, esto es, la temperatura máxima ambiente más la diferencial antes mencionada, resulten
mayor, deben hacerse las correcciones indicadas en la norma IEC 60034-1.
La temperatura ambiente máxima (sin considerar la diferencial antes mencionada), se proporciona en las
Características Particulares.
La temperatura ambiente mínima con la cual el generador debe estar diseñado para operar, se indica en las
Características Particulares.
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TO
EN
PER
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EN
TR
AD
A
EN
VIG
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R

ESPECIFICACIÓN
CFE W4200-31
34 de 94
161215 Rev
7.5 Humedad Relativa
El generador debe estar diseñado para operar con la humedad relativa indicada en las Características
Particulares.
7.6 Agua de Enfriamiento
7.6.1 Temperatura
El generador debe estar diseñado para operar con una temperatura del agua de enfriamiento a la entrada de los
intercambiadores de calor (radiadores) de 25 °C. En caso de que en las Características Particulares se indique
una temperatura mayor, deben hacerse las correcciones indicadas en la norma IEC 60034-1.
La temperatura mínima del agua de enfriamiento con la cual el generador debe estar diseñado para operar se
indica en las Características Particulares.
7.6.2 Presiones
Las presiones del agua de enfriamiento en la toma de la conducción correspondientes a las diferentes condiciones
de operación se indican en las Características Particulares.
7.6.3 Análisis químico
El área usuaria de CFE debe proporcionar en las Características Particulares los datos correspondientes al
análisis químico del agua de la peor muestra estacional, para que se tome en consideración en el diseño del
generador.
7.7 Variaciones de Tensión y Frecuencia Durante la Operación
El Generador debe ser capaz de operar en forma continua con una relación de Volts/Hertz de 1.1 p.u. es decir,
a ± 5 % en tensión (95 % y 105 % de la tensión nominal) y ± 2 % de su frecuencia nominal, de acuerdo a lo
indicado en la norma IEC 60034-3.
7.8 Sobrevelocidad
El generador debe ser diseñado y construido para que soporte sin sufrir daños mecánicos la sobre velocidad
máxima (velocidad de desboque) del grupo turbina-generador por un lapso de 2 minutos, de acuerdo a lo indicado
en las normas IEC 60034-1 e IEC 60034-3. La CFE debe proporcionar la velocidad nominal y la velocidad de
desboque de la turbina en la cual se debe instalar el generador. El proveedor debe diseñar en base a estos datos
la sobrevelocidad que debe soportar el generador.
Los parámetros antes mencionados se indican en las Características Particulares.
7.9 Requerimientos de Cortocircuito
El generador debe ser capaz de soportar, sin daño, un cortocircuito trifásico por 30 s de acuerdo a la referencia [8]
del capítulo 13, en sus terminales cuando está operando a capacidad y factor de potencia nominales y un 5 % de
sobre tensión con excitación fija. El generador también debe ser capaz de soportar, sin daño, cualquier otro
cortocircuito en sus terminales por 30 s de duración o menos con las corrientes de fase del generador bajo
condiciones de falla, tal que la corriente de secuencia de fase negativa “I2” en por unidad expresada en términos de
la corriente nominal del estator y la duración “t” de la falla en segundos, estén limitados a valores que den un
producto integrado “l2
2 t” menor o igual a 40 s y considerando también que la corriente de fase máxima esté
limitada por medios externos a valores que no excedan la máxima corriente de fase obtenida de la falla trifásica.
Con el regulador de tensión en servicio, y cualquier otro tipo de falla diferente a la trifásica, la duración “t” permitida
del cortocircuito se determina considerando que el regulador está diseñado para suministrar la tensión de techo
continuamente durante el cortocircuito, y está dada por la siguiente ecuación.
D
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C
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TO
EN
PER
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TR
AD
A
EN
VIG
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ESPECIFICACIÓN
CFE W4200-31
35 de 94
161215 Rev
30x
2
excitatrizladetechodelTensión
colectoranillodenominalTensión
t 





 s
t = segundos
Donde la tensión nominal del anillo colector, es la tensión a través del anillo colector en las condiciones nominales
de carga.
7.10 Corriente Desbalanceada Permanente
A menos de que se especifique otra cosa en Características Particulares, un generador trifásico síncrono debe
ser capaz de operar continuamente en un sistema desbalanceado de manera tal, que ninguna de las corrientes de
fase exceda a la corriente nominal, la relación de la componente de corriente de secuencia negativa (I2) a la
corriente nominal (In) no exceda de los valores indicados de la tabla 8 y bajo condiciones de falla sea capaz de
operar con el producto de (I2/In)2 y el tiempo (t) no excediendo los valores indicados de la tabla 8, de acuerdo a la
norma IEC 60034-1.
TABLA 8 – Condiciones operativas desbalanceadas para máquinas síncronas
Punto Tipo de máquina
Máximo valor de I2/In
para operación
continua
Máximo (I2/In)2
x t en
segundos para
operación en
condiciones de falla
Máquinas de polos salientes
1
Devanados indirectamente enfriados
a) Generadores
b) Condensadores síncronos
0.08
0.1
20
20
2
Estator directamente enfriado
(enfriamiento interno)
a) Generadores
b) Condensadores síncronos
0.05
0.08
15
15
7.11 Operación en Paralelo
Los generadores deben operar en paralelo con otras fuentes de energía eléctrica y admitir rechazos de carga del
100 %.
7.12 Operación a Control Remoto
Estas unidades van a ser operadas desde la casa de máquinas y a control remoto desde otro lugar lejano a la
central, por lo que el proveedor debe incluir en su propuesta todos los elementos usuales para esta operación
entendiéndose que el equipo de control remoto necesario en la central (relevadores auxiliares, transductores, entre
otros), es parte del suministro del fabricante del generador.
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TR
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