Temperatura del agua

Carlos Julio Arosemena Salem/ carlos@caesoft.es

Simulación de una Central Hidroeléctrica en red aislada usando Simulink-Mathlab y EDSA Antecedentes: La experiencia del funcionamiento estable y transiente en los sistemas de potencia, ha llevado a buscar siempre la mejor regulación por parte de las máquinas eléctricas. Dicho interés a hecho que se profundice en el análisis de los parámetros delos reguladores de voltaje (AVR) y los de velocidad con el fin de garantizar una adecuada estabilidad y continuidad del suministro eléctrico por parte del sistema que alimenta a los usuarios. Dependiendo del tipo de máquina sea esta alimentada con vapor, hidroeléctrica o un sistema de generación diesel, los parámetros de los reguladores varían debido a que las características mecánicas de lasmáquinas son diferentes, por ejemplo unas son mas rápidas que otras. El detalle es encontrar los mejores valores que optimicen el funcionamiento de las máquinas en el sistema de potencia. Entre los parámetros mas importantes que se deben analizar en un regulador de velocidad están los siguientes: Tr: Tiempo de reposición Ts: Tiempo de apertura del distribuidor en un 100% (cambios pequeños) Td: Tiempo decierre del distribuidor, es el tiempo que le toma producir un recorrido completo del distribuidor a la máxima velocidad considerando la saturación para las mayores desviaciones. s : Estatismo permanente del regulador d: Estatismo transitorio K: Variador de carga 1/d

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Introducción: Objetivo: - Observar y comentar el comportamiento de las diferentes variables Hidráulicas y Mecánicas quemodelan el comportamiento de una Central Hidroeléctrica aislada de red, usando el software MathlabSimulink
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Usando el software EDSA, (simulador profesional de sistemas eléctricos de potencia) se comentará y observará como actúa el regulador de velocidad de una máquina hidroeléctrica que trabaja en forma conjunta (en paralelo) con otras 2 máquinas de igual capacidad pero con distintos valores enlos parámetros del regulador de velocidad en un sistema de potencia que alimenta a unas cargas determinadas. ANEXO 1

Desarrollo: Usando Mathlab-Simulink: Se describe a continuación las características de la central a simular. Esta central se la considera una micro central hidroeléctrica ya que su valor de potencia es de 100Kw, menor a 1Mw. Comenzaremos haciendo una simulación de la influenciade los parámetros hidráulicos y mecánicos de una central hidroeléctrica cuando se produce un rechazo de la carga que esta alimenta, la pérdida de carga se considerara de un 15%.

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Descripción de variables: Caudal y Altura del Salto - Régimen Permanente Turbinado: Q = 50 m^3/s - Salto neto: 250 m Tubería Forzada y Turbina: Longitud: 766,4 m Sección: 12,5 m^2 Rozamiento despreciableRendimiento: 82% Coeficientes Bij (turbina Pelton) B11 0.5 B12 0 B13 1 B21 1.5 B22 -1 B23 1

Velocidad nominal: 250 r.p.m. Momento de inercia: 880252 Kg.m^2 Estatismo permanente del regulador: 3% Tiempo de arranque del agua Ta=f(Q,L,g,F,Hb) Tiempo de reposición Tr = 5*Ta Estatismo Transitorio = 2.5*Ta/Tm Cargas (coeficiente de auto regulación) = -0.2 p.u

Chimenea de Equilibrio - S: 39,64 m^2 Galería depresión - Longitud:359,29 m - S: 12,5 m^2 - Pérdida de carga con el caudal especificado: 1,25 m Generador - Potencia nominal : 100 Kw

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Descripción de los bloques de control usados en Simulink - Mathlab:

n, velocidad q. caudal

Desv veloc Desv pot. Altura Ch

Lazo reg. primaria

h, salto neto c,desv. Pot z despl. serv Pt= c+n

Q caudal Turbinado

Chimenea de Equilibrio

hcaltura agua

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Parte 1 Velocidad, n: La velocidad de la turbina se incrementa sobre su valor nominal debido a que la pérdida de carga produce que el torque eléctrico del generador sea a menor al torque mecánico y luego el regulador los estabiliza cerrando los alabes para disminuir el paso de agua.

gráfico 1 Altura agua chimenea de equilibrio, hc: La chimenea de equilibrio tiene un...