Reguladores de velocidad

1.1 Función de la regulación de carga y velocidad

Las unidades de generación están equipadas con gobernadores de carga que regulan la velocidad de la turbina, la función de estos es medir continuamente la velocidad turbina-generador y controlar la posición de la compuerta (para el caso de estudio de las pequeñas centrales hidroeléctricas) en respuesta a los cambios de frecuencia del sistema,teniendo como característica principal la curva velocidad contra potencia de salida que un incremento en la carga viene acompañado de un decremento de la velocidad; el fin de un sistema de control de carga y regulación de velocidad, es que a pesar de los cambios de carga que sufra la unidad de generación se pueda mantener la frecuencia lo mas estable posible para así evitar perturbaciones en elsistema interconectad

Para asegurar que la operación en paralelo de múltiples unidades de generación sea satisfactoria y estable, el regulador de velocidad debe estar provisto con una característica de caída. El propósito de la caída es asegurar el compartimiento equitativo de carga entre las unidades de generación.

Típicamente, la caída en estado estacionario es ajustada al rededordel 5%, lo que significa que una desviación de 5% en la velocidad causaría un cambio de
100% en la potencia de salida, ésta función se conoce con el nombre de característica de caída de velocidad.

1.2 Sistemas de regulación de velocidad tradicionales

Durante los últimos tiempos los sistemas de regulación de velocidad del complejo turbina – generador han ido evolucionandoen pro de que el funcionamiento de éstos sea más sencillo y fácil de implementar. Los sistemas de regulación pueden clasificarse de acuerdo al desarrollo tecnológico que se ha venido observando

1.3.1 Sistema mecánico

Llamado sistema regulador clásico, se puede observar en unidades de generación antiguas en las cuales la función de la regulación de velocidad y el controlde la carga es realizada a través de componentes mecánicos e hidráulicos. La medición de la velocidad, la retroalimentación permanente de la caída de velocidad y las funciones de ajuste son realizadas a través de los componentes mecánicos, las funciones que requieren de mayor potencia son realizadas con los componentes hidráulicos.

Las partes de este sistema consisten en undispositivo sensible a la velocidad, un elemento de potencia y un dispositivo compensador.

1.3.2.1 Dispositivo sensible a la velocidad

Originalmente está formado por un par de bolas de regulador accionadas por resortes y montadas directamente sobre el eje de la turbina o impulsada desde el eje por bandas o engranajes, o bien por un motor eléctrico que recibe 3 su potenciadesde la línea colectora principal o desde un generador independiente impulsado por el eje del generador de la turbina principal.

1.2.1.2 Elemento de potencia

Este elemento, bien conocido como unidad de potencia hidráulica, esta constituido por robustos cilindros de potencia operados por aceite o servomotores que operan las compuertas (también llamadas paletasdirectrices) de la turbina. Tanto las bombas de aceite como el tanque de presión o acumulador mantienen el suministro de aceite.

Una válvula operada por el sensor de la velocidad controla el flujo de aceite a los servomotores o actúa como una válvula piloto que controla una válvula relevadora mayor, que a su vez, controla el flujo de aceite a los servomotores.

La capacidadde la bomba es usualmente tres volúmenes de servomotor por minuto. La capacidad del tanque de presión se hace generalmente 20 veces el volumen del servomotor, lo que permite 8 volúmenes de aceite y 12 volúmenes de aire.

La velocidad del aceite en las tuberías se mantiene inferior a 5 m/s. cuando se usan servomotores individuales en cada compuerta, estos valores suelen incrementarse en...