Informe Técnico de la Subestacion de Puno-Totorani y las lineas de transmision

CARATULA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN

ANTONIO ABAD DEL CUSCO

Facultad De Ingeniería Eléctrica, Electrónica Mecánica y De Minas.

CARRERA PROFESIONAL DE: INGENIERIA

ELECTRICA

ASIGNATURA: PROTECCION DE SISTEMAS DE POTENCIA

DOCENTE : Ingeniero VLADIMIRO CANAL B.

ALUMNOS : QUIÑONES TORRES CARLOS

CÓDIGO : 081455 - E

CUSCO – PERÚ

2012

INFORME TÉCNICO ACERCA DE LA VISITA TECNICA REALIZADA A LA CENTRAL HIDROELCTRICA DE

MACHUPICCHU-EGEMSA


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PROLOGO:

En este trabajo realizado, usted encontrará la información sobre la Central

Hidroeléctrica de Machupicchu, además de la Subestación Elevadora de la Central

Hidroeléctrica servirá como una guía fácil para poder conocer las instalaciones, los

niveles de tensión con la que trabaja y las maniobras que se realizan para poder

ofrecer un Generación de energía de calidad en el sector sur del Perú, desde la

comodidad de su hogar.

En las primeras páginas se encontrara con todo un tratado sobre teorías eléctricas,

escrito por autores reconocidos. Luego una serie de artículos de: los equipos de

una Central Hidroeléctrica, las operaciones, maniobras y control contra fallas y

eventualidades que podrían ocurrir en el sistema eléctrico Nacional, que

verdaderamente le ayudaran a conocer y apreciar el mundo de “los pasos que

deben realizarse para dar una calidad de Generación de Energía en el sector

eléctrico sur del SEIN”.

Por último pero no menos importante, usted encontrara una serie de fotos tomadas

a la Central Hidroeléctrica de Machupicchu y los equipos que conforman la

subestación Elevadora de la misma Central como las líneas de transmisión que

salen de ella.

Espero que este Informe le agrade y le sea de su interés y lo encuentre

suficientemente didáctico y entendible.

Atentamente:

Su Estudiante


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AGRADECIMIENTO:

El siguiente informe técnico se realizo gracias al esfuerzo que hicieron mis padres,

para poder financiar mi viaje a la visita técnica de la Central Hidroeléctrica

Machupicchu, asimismo agradecer al ingeniero Vladimiro Canal, por haber tenido la

gentileza de ser nuestro guía en la visita y darnos información valiosa de sus

experiencias durante todo el recorrido del viaje.

Asimismo agradecer al Ingeniero operador de la Central Hidroeléctrica, quien fue

nuestro guía durante el todo el recorrido y a mis compañeros que aportaron al

realizar preguntas al Ingeniero operador de la Central, preguntas que apoyaron

indirectamente para realizar este informe.


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RESUMEN:

La Central Hidroeléctrica de Machupicchu y la Represa, ubicadas en los kilómetros

122 y 107 de la línea férrea Cusco – Central Hidroeléctrica Machupicchu

respectivamente, del Distrito de Machupicchu de la Provincia de Urubamba,

Departamento del Cusco, Perú.

En la actualidad, la Central Hidroeléctrica Machupicchu opera como central de

base, en régimen continuo y de manera ininterrumpida desde su puesta en servicio,

aprovechando el recurso hídrico de la cuenca del Vilcanota, y garantizando así el

suministro a sus clientes de diferentes latitudes del país, además que puede

aportar sus excedentes al Sistema Eléctrico Nacional mediante las Líneas de

Transmisión de Red Eléctrica del Perú –REP.

Para garantizar el servicio en temporadas de estiaje, EGEMSA cuenta con la

represa de Sibinacocha, cuya capacidad de almacenamiento es de 100 millones de

metros cúbicos (MMC).

EGEMSA, como parte del Sistema Interconectado Nacional, realiza sus

operaciones conforme a lo establecido en la Ley de Concesiones Eléctricas, y en

tiempo real, de acuerdo a las solicitaciones del COES SINAC, cumpliendo las

normas aplicables a las actividades del sector eléctrico establecidas por el MEM y

supervisadas por OSINERGMIN.

Ahora EGEMSA estando en la ejecución de la segunda etapa de la Central

Hidroeléctrica Muchupicchu con lo que aportara a la demanda de energía en el

SEIN y el Sector Sur del País, contando esta nueva etapa con una Subestación

Elevadora de Tensión tipo GIS (Subestaciones aisladas en Gas - SF6).


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INTRODUCCION:

Este informe técnico es de suma importancia para los futuros estudiantes de

ingeniería eléctrica, pues servirá de guía para que puedan tener una idea de cómo

es una Central Hidroeléctrica de Generación de Energía eléctrica y por los sistemas

de control y protección, como los equipos que conforman la misma y tener una

idea amplia sobre la función que representa una planta Generadora de Energía

Eléctrica en el Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN), además les

servirá de un resumen de los equipos e instalaciones que requiere una Central

Hidroeléctrica de Generación de Energía con su respectiva subestación de

elevación para poder ser transmitida a los puntos de entrega de los centros de

consumo de Energía Eléctrica.

Espero sea del agrado de usted y los estudiantes que lleguen a leer este informe.


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OBJETIVOS:

Conocer los equipos que conforman una Central Generado de Energía.

Reconocer los sistema de control y protección de la Centra y de la

subestación eléctrica.

Conocer la secuencia de la instalación de cada uno de los equipos en toda la

Planta Generadora y la Subestación Elevadora de Tensión.

Conocer y reconocer los tipos de configuraciones de los sistemas de

protección.


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1. CENTRAL HIDROELECTRICA DE MACHUPICCHU-EGEMSA

1.1 UBICACIÓN

La Central Hidroeléctrica Machupicchu está ubicada dentro de la

jurisdicción del distrito de Machupicchu, provincia de Urubamba,

departamento del Cusco.

Las obras de toma se ubican km 107 de la línea férrea Cusco –

Machupicchu y la Central Hidroeléctrica está ubicada en la

correspondiente del Km. 122 de la línea férrea Cusco - Machupicchu

Las coordenadas de ubicación UTM son las siguientes

Toma:

Este 767600

Norte 8541700

Altura 2116 m.s.n.m.

Central Hidroeléctrica:

Este 764350

Norte 8542400

Altura 1800 m.s.n.m.

1.2 HIDROLOGIA, CLIMATOLOGIA Y SEDIMENTOLOGIA

Hidrología

EGEMSA cuenta con una estación de aforos ubicada sobre el río

Vilcanota, en el Km. 105 de la línea férrea Cusco – Machupicchu.


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Los caudales máximos, mínimos y promedio del río Vilcanota, en base

a los registros de los últimos cuarenta años son los siguientes:

Época avenida Época estiaje

Caudal máximo (m3/s) 447.75 48.00

Caudal mínimo (m3/s) 137.11 28.60

Caudal promedio (m3/s) 300.32 34.00

Climatología

En los alrededores de la Central Hidroeléctrica Machupicchu y en las

alturas comprendidas entre los 1,700 y 2,000 m.s.n.m, el clima es

subtropical, la temperatura media anual del aire es de máximo 28.2 °C

en el mes de enero y una mínima de 7 C° en el mes de julio, la

humedad relativa media anual es de 84.9% con un máximo de 100 %

en el periodo de lluvias (meses de octubre a marzo), y un mínimo de

32% (entre los meses de abril a septiembre).

La distribución de las precipitaciones en la cuenca en el curso del año

es muy característica. Las precipitaciones pluviales muy intensas

comienzan en el mes de noviembre y continúan hasta fines de marzo;

en el curso de esta temporada llueve casi todos los días.

Desde abril hasta junio las precipitaciones se presentan

esporádicamente, y desde julio hasta octubre se presenta la estación

de sequías.

Sedimentología

El río Vilcanota tiene el carácter de curso montañoso con gran

pendiente durante las crecidas presenta en su fondo un movimiento de

guijarros y piedras así como el movimiento intenso de sólidos en

suspensión, de las mediciones efectuadas se desprenden que no

existe una correlación estrecha entre el caudal del río y la


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concentración de los sólidos, siendo este regularmente más grande al

comienzo de las crecidas llegando hasta 8 gr/lt.

Características de los sedimentos

El análisis mineralógico del material de partículas suspendidas en el

agua demostró que el 80% es de cuarzo con cantos agudos con una

gran participación de granos muy finos de diámetros menores a 0.5

mm.

Características del Agua

Según los análisis químicos de las muestras tomadas del río en el

periodo de avenidas el agua tiene la reacción moderadamente básica

de dureza mediana siendo su composición química la siguiente:

PH 73-74

Conductividad específica a 20°C 528-664 mg/lt

CO2 libre 6.6 mg/lt

CO2 ligado 48.4-50.6 mg/lt

Oxibilidad 1.8-2-96 mgO2/lt

Residuo seco 406-512 mg/lt

Dureza total en grados alemanes 13.2-13-6 gr

Dureza total permanente 7- 7.2 gr

Dureza temporaria 6.2-6.4 gr

Alcalinidad (MO) 0.15-76.7 mg/lt

Cloruros (Cl) 57.2-76.7 mg/lt

Nitratos (NO3) 1-2 mg/lt

Sulfatos (SO4) 128.6-137 mg/lt

Calcio (Ca) 67.3-71.6 mg/lt

Magnesio (Mg) 15.6-16.5 mg/lt


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1.4 TUBERÍAS DE PRESIÓN

Existen dos tuberías forzadas que se inician en la cámara de carga, están

instaladas en forma paralela, distanciadas 8.00 m (entre ejes), el acceso es

mediante un winche que se desliza sobre rieles, accionado por un motor

eléctrico, la capacidad de transporte del winche es de 5 toneladas.

1.5 CASA DE MÁQUINAS

La casa de máquinas en caverna y obras anexas se ubican en la margen

izquierda del río Vilcanota.

1.6 CARACTERISTICAS DE LA CENTRAL HIDROELECTRICA.

EMPRESA: EGEMSA

UBICACIÓN

Departamento: Cusco

Provincia: Urubamba

Distrito: Machupicchu

Localidad: Machupicchu

Altitud (msnm): 1728

Sistema eléctrico: SEIN

TIPO DE GENERACIÓN

Generación: Hidráulica

Grupos: 3

Potencia instalada (MW): 90


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Potencia efectiva (MW): 92.5

Año puesta servicio: 2001

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

Sala de máquinas: Caverna

Salto bruto (m): 354

Salto neto (m): 345

Caudal de diseño (m³/s): 25.5

Potencia de diseño (MW): 90

Río: Vilcanota

Sistema de aducción: Túnel

Tuberías: 1

TURBINAS

Identificación G 1 G 2 G 3

Marca NEYRPIC NEYRPIC NEYRPIC

Revoluciones (RPM) 450 450 450

Potencia nominal (MW) 67.2 67.2 67.2

Salto neto (m) 350 350 350

Turbina Pelton Pelton Pelton

Eje Vertical Vertical Vertical

Inyectores 5 5 5

Caudal (m3/s) 8.5 8.5 8.5

Año fabricación 2000 2000 2000

Año puesta servicio 2001 2001 2001


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GENERADOR

Identificación G1 G2 G3

Marca ALSTHOM ALSTHOM ALSTHOM

Revolución (RPM) 450 450 450

Potencia aparente (MVA) 30 30 30

Potencia nominal (MW) 30 30 30

Tension salida (kV) 13.8 13.8 13.8

Factor de potencia 1 1 1

Frecuencia (Hz) 60 60 60


TRANSFORMADOR

Denominación T1 T2 T3

Tensión primaria (V) 13800 13800 13800

Tensión secundaria (V) 138000 138000 138000

Frecuencia (Hz) 60 60 60

Grupo de conexión Ynd5 Ynd5 Ynd5

Año fabricación 2000 2000 2000



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RECOMENDACIONES:

El viaje realizado fue muy importante pues ayudo mucho a despejar las dudas de

mi persona y el de mis compañeros, dudas tales como la operación y el control de

la Planta Generadora.

Las Visitas deberían ser mas seguidas, y abarcar mas de cerca y minuciosamente

las funciones del control, como se instalo y la labor que desempeñan para la

recolección de los datos obtenidos de las variables eléctricas y parámetros de

control.


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ANEXO:

Anexo 1: Fotografías de la Central hidroeléctrica de Machupicchu.

Anexo 2: Fotografías de la Subestación Elevadora de Machupicchu.


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Anexo 1

Foto 1: Casa de máquinas en caverna (fuente: internet)

Foto 2: Tubería forzada (fuente: internet)


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Foto 3: sala de máquinas (fuente: propia)

Foto 4: Turbinas pelton (Fuente: propia)


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Anexo 2

Foto 5: Patio de llaves de la subestación (Fuente: propia)

Foto 6: interruptores de potencia (Fuente: propia)


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Foto 7: (Fuente: propia)

1. Pararayos.

2. Trampas de onda.

3. Transformador Capacitivo de Tensión.

4. Seccionador.

5. Transformadores de Corriente.

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