- Desarrollo
- 1ra
Variante - Determinación
de la constante de tiempo hidráulica. - Determinación
del tiempo de cierre. - Determinación
del tiempo de aceleración. - Determinar el
valor de la inercia necesaria para el grupo turbina
generador. - Conclusiones
- Recomendaciones
- Anexos:
Ejemplos de la implementación de los volantes de
inercia.
Resumen
La provincia de Guantánamo cuenta con 59 instalaciones
hidroenergéticas de la cuales 53 trabajan de forma
aisladas o sea que no están conectadas al Sistema
Energético Nacional (SEN). En estas condiciones de
operación autónoma las plantas presentan
frecuentes cambios en la carga los cuales unidos a errores
ocurridos en la proyección de algunas centrales afectan
fuertemente la velocidad del
grupo turbina
generador, ocasionando problemas de
estabilidad del conjunto y consecuentemente cambios en la
frecuencia y la tensión de salida, afectándose con
ello la calidad de la
energía generada lo que se traduce en una
disminución considerable del tiempo de vida
útil tanto del grupo turbina generador como de los equipos
electrodomésticos, de salud y de enseñanza de las comunidades.
En el presente trabajo se
abordan las experiencias de prácticas adquiridas por la
UEB Hidroenergía Guantánamo en la aplicación
de una metodología de cálculo
para lograr el incremento del momento de inercia en el grupo
turbina generador de centrales mini hidroeléctricas, con
la implementación de volantes de inercia. Se cuenta
también con un pequeño programa de
cálculo con ayuda del SOFTWARE EXCEL.
Este trabajo será el primer paso para la futura
automatización de mini
hidroeléctricas guantanameras en las cuales también
se han dado los primeros pasos.
Desarrollo
Producto a las continuas variaciones de velocidad en el
conjunto turbina generador, debido a las constantes conexiones y
desconexiones de las distintas cargas y a posibles errores en la
proyección y ejecución de las obras, existe una
inestabilidad en los parámetros de calidad (frecuencia y
voltaje), lo cual afecta gravemente a las cargas que se
encuentran conectadas, aumentando la mala calidad de la
energía suministrada, por lo que se hace necesario
encontrar una solución para mejorar la estabilidad del
sistema.
Unas de las vías a seguir, para el incremento del
momento de inercia, es implementar el uso de volantes. Un volante
de inercia es un elemento totalmente pasivo, únicamente
aporta al sistema una inercia adicional.
Al incrementarse la inercia del sistema, en igualdad de
condiciones, se reducen las fluctuaciones de velocidad. Suelen
emplearse volantes de inercia en maquinas cíclicas para
reducir las variaciones de velocidad cuando hay cambios en el par
motor o en el par
solicitado al motor (par de la carga), dentro del ciclo. Los
volantes tienen por finalidad, en virtud de su masa e inercia,
uniformar dentro de ciertos limites las velocidades en los ejes
de las maquinas motrices expuestas a variaciones debido al
trabajo motor variable que le es entregado y al momento
resistente de la carga.
En la bibliografía consultada, (Electronic load
control for
microhydropower plants) se encontró una primera variante
para el cálculo de dicho volante, la cual se explica a
continuación:
1ra
Variante
La inercia requerida es:
J=0.012*PGen(kW)*(3600/neje(rpm))2 (kgf-m2)
La masa del volante es:
M=8J/D2 (kg)
Ancho del volante: T=0.18*M/D2 (mm)
Donde D es el diámetro del volante
Esta variante considera que el grupo turbina generador esta
acoplado directamente, hecho que conllevo a desechar dicha
variante ya que en las mini hidroeléctricas y micro
hidroeléctricas, que están aisladas generalmente la
relación de transmisión no es la unidad debido a
que las turbinas por general giran a baja velocidad.
Figura 1. Acoplamiento directo
2da Variante
Figura 2. Acoplamiento con transmisión
Determinación de la constante de
tiempo hidráulica.
La constante de tiempo hidráulica o tiempo
hidráulico es el tiempo que tarda el agua en
alcanzar su velocidad de régimen por la tubería a
partir del reposo.
(s) (1)
L-longitud de tubería desde la toma hasta la
máquina (m)
Página siguiente  |