CAPÍTULO X INSTALACIONES COMPLEMENTARIAS DE UNA CENTRAL

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1 INSTALACIONES COMPLEMENTARIAS DE UNA CENTRAL 279 CAPÍTULO X INSTALACIONES COMPLEMENTARIAS DE UNA CENTRAL 10.1 INSTALACIONES DE MEDIDA Y CONTROL Adosado al edificio de la nave central, van dispuestos en lugar apropiado, los cuadros de distribución, donde se disponen; los relés de protección, los aparatos de medida, de comprobación y de maniobra. Los aparatos de medida son alimentados por transformadores de tensión o de intensidad, o por ambos a la vez cuando dichos aparatos llevan bobinas amperimétricas y voltimétricas. Tanto los amperímetros como los voltímetros, son de funcionamiento electromagnético y fabricados para 5 amperios y 110 voltios. La graduación de los aparatos responde a la relación de transformación adecuada de los transformadores de medida. Para los circuitos de corriente continua (excitatrices, baterías de acumuladores etc.), se utilizan aparatos de medida de imán permanente, con escala uniforme. En los amperímetros se emplean shunts, y los voltímetros exigen la adición de resistencias. Los fasímetros que miden el factor de potencia son asimismo del tipo de inducción, y permiten apreciar en sus escalas las lecturas con intensidades en avance o retraso. Los frecuencímetros son del tipo de lengüetas vibrantes. Permiten apreciar lecturas de 0,25 períodos por segundo. Puede emplearse un frecuencímetro único para todos los alternadores, dotando a este de un conmutador apropiado que permita conectar el aparato a cada uno de los generadores. También se utilizan los frecuencímetros de aguja. No es preciso emplear registradores mas que para computar la energía consumida (Kwh y kvar), y asimismo algunas veces es necesario hacerlo para la frecuencia. Señalan estos aparatos el trazo sobre un el rollo de papel que tiene movimiento mediante un mecanismo de relojería.

2 280 CENTRALES ELÉCTRICAS También se disponen, en estos cuadros, los aparatos necesarios para el acoplamiento en paralelo de los generadores como: Sincronoscopio, o el sistema de doble voltímetro con dos frecuencímetros y un voltímetro de cero para observar la coincidencia de tensión, de fase y de frecuencia, con lo cual se puede efectuar la maniobra de acoplamiento de los alternadores. En centrales modernas el acoplamiento se realiza automáticamente. En los edificios de centrales, se instalan además de los relés, los aparatos de comprobación que se colocan también en los cuadros y son los siguientes: a) Dispositivos necesarios para conocer a distancia la temperatura de la máquina, provistos de relés de señalización, y también para la temperatura del alternador. b) Dispositivos para observar a distancia, por medio de la señalización correspondiente, la circulación del agua y del aire de enfriamiento. c) Aparatos indicadores y registradores del nivel de agua en el embalse o en la cámara de presión, y si es necesario para indicar o registrar el caudal valiéndose de un venturímetro. Los aparatos para las maniobras pueden ser: d) Dispositivos para mandar a distancia las válvulas de apertura y cierre de las tuberías forzadas y del distribuidor de las turbinas. e) Dispositivos para variar las velocidades de las respectivas turbinas y los limitadores de carga de las mismas, así como los que sirven para aumentar o disminuir el número de resistencias del reóstato de excitación. f) Los mandos a distancia de los interruptores y de los seccionadores (si es que estos últimos llevan dispositivo para ello. g) Los reguladores automáticos y de tensión, que reparten, a su vez, la carga activa y reactiva en cada uno de los grupos. El conjunto de aparatos y mandos se sitúa en los plafones verticales de los

3 INSTALACIONES COMPLEMENTARIAS DE UNA CENTRAL 281 cuadros de distribución y en los pupitres (Fig. 10.1) (Fig y 10.3), generalmente; teniendo además en cuenta que en cada panel se sitúan los aparatos y mandos correspondientes a un solo grupo de la maquinaria. Los correspondientes a los pupitres son los siguientes: a b c d e Megavatímetro Megakilovolti-amperímetro (Potencia reactiva) Amperímetro indicador del equilibrio de excitación. Indicador de posición del reóstato de campo. Pulsador para el cierre total de emergencia, que realiza a la vez las siguientes operaciones: cierre de la válvula de entrada de agua a la turbina; cierre del distribuidor de agua en la turbina; corte de la excitación del alternador; y apertura del interruptor del alternador, o de la salida de la línea (caso de trabajar en bloque con el transformador) Fig Pupitres y plafones de control y mando f g h i j Pulsador que sirve para poner en actividad las botellas de anhídrido carbónico para caso de incendio. Mando para limitar la carga de la turbina. Mando para accionar el motor variador de velocidades de la turbina. Mando selector de la excitación, es decir, para que esta se realice a mano o automáticamente. Mando para gobernar la excitación (mas o menos).

4 282 CENTRALES ELÉCTRICAS k l Mando sobre el reóstato de campo. Mando del interruptor (Abrir o cerrar). Fig Pupitres de control planta Santa Isabel En la sala de control aledaña a la casa de máquinas se ubican pupitres y plafones Figuras y 10.3, que llevan aparatos y mandos, algunos repetidos en el cuadro principal de distribución, para mayor seguridad en la explotación del servicio. Cada cuadro corresponde a un grupo turbina generador y van provistos también de lámparas de señalización. El esquema del plafón central puede contener los siguientes elementos Fig Pupitres y plafones de control y mando

5 INSTALACIONES COMPLEMENTARIAS DE UNA CENTRAL Señalamiento de la posición de las tomas de agua (compuertas), es decir, si están abiertas o cerradas. 2. Indicación de que la presión en la tubería forzada es normal. 3. Señal de si la válvula de entrada de agua, a la turbina está abierta o cerrada. 4. Indicación de que es normal la presión en la cámara espiral. 5. Señal de que aceite de los cojinetes circula normalmente. 6. Indicación de que es normal la presión de aceite del regulador. 7. Señal de que los álabes directores del distribuidor están abiertos o cerrados. 8. Indicación de si la llave maestra de la válvula está abierta o cerrada. 9. Señal de que la válvula by-pass, de la válvula principal, está abierta o cerrada. 10. Compuerta de toma en marcha para compensar pérdidas. Fig Vidrio deslustrado y reóstato de campo Los controles también tienen instalados una especie de un semáforo que da

6 284 CENTRALES ELÉCTRICAS las siguientes órdenes procedentes al operador desde la sala de cuadros. Atención. Prepárese para arrancar. Arrancar. En marcha. Parar. Emergencia. En los otros paneles o vidrio deslustrado van las siguientes señalizaciones. Presión en la espiral de la turbina. Cojinete de la turbina (temperatura). Bomba de aceite del regulador, en funcionamiento. Bomba de agua del refrigerante, en funcionamiento. Soporte superior de guía (Temperatura). Cojinete de empuje (temperatura). Soporte inferior de guía (Temperatura). Calentador del alternador, en acción (para dar calor al alternador, en las paradas, con objeto de reducir el grado de humedad en su interior). Anhídrido carbónico (CO 2 ) inoperante. Bomba, accionada por corriente alterna, de los cojinetes en marcha. Placa de aviso para los frenos del alternador. Señala si actúan o no los frenos. Señala que es normal la circulación del agua refrigerante. Indicador de temperatura. Llave selectora del indicador de temperatura. Monograma. Relé auxiliar de cuatro electrodos para alarma. Receptor de ordenes Anunciadores de alarmas. Relé de tiempo para la bomba de los cojinetes. Pulsador para anhídrido carbónico (CO 2 ) Pulsador para frenos del alternador. Pulsador de emergencia (cierra la válvula y distribuidor, y corta la excitación con desenganche por medio del interruptor).

7 INSTALACIONES COMPLEMENTARIAS DE UNA CENTRAL 285 Llave gobernadora de la bomba de los cojinetes. Llave gobernadora de la bomba de agua refrigerante. Llave gobernadora de la válvula de cierre del distribuidor. Llave gobernadora para la bomba del aceite del regulador. Llave gobernadora del motor variador de la velocidad de la turbina. Llave gobernadora para el limitador de carga. Llave maestra para las válvulas, principal y del by-pass. Llave gobernadora de la entrada de agua en el distribuidor de la turbina. Lámpara blanca indicadora. Termómetros para los cojinetes (de mercurio) Vatímetro indicador (mide la potencia). Termómetro del cojinete de la turbina. Manómetro que mide la presión de la cámara espiral. Tacómetro (Mide el número de revoluciones del grupo). Se ha dicho que el dispositivo corresponde al aviso de alarmas. Sobre un vidrio deslustrado aparecen en su caso diecisiete alarmas, cada una en su respectivo lugar, que se alumbra con luz oscilante para llamar la atención del operador; las alarmas, referidas a los números indicados son las siguientes.

8 286 CENTRALES ELÉCTRICAS Fig Panel de control Planta Hidroeléctrica 1 Baterías de 220 Voltios. Puesta a tierra. 2 Temperatura de los cojinetes (alarma). 3 Temperatura de los cojinetes (disparo). 4 Bomba para el aceite de reserva, en marcha. 5 Sobrevelocidad 6 Regulador, baja presión, disparo. 7 Regulador, baja presión, alarma. 8 Temperatura del aire a la entrada (Refrigeración del alternador). 9 Temperatura del aire a la salida (Refrigeración del alternador). 10 Turbina (bajo nivel de aceite). 11 Caudal de agua de refrigeración en los cojinetes. 12 Han funcionado las botellas de anhídrido carbónico. 13 Caudal de agua en el refrigerador de aire. 14 Falta de aire comprimido en los frenos. 15 Alimentación de aceite del cojinete de guía. 16 Alimentación de aceite del cojinete de empuje. 17 Falta suministro de corriente alterna.

9 INSTALACIONES COMPLEMENTARIAS DE UNA CENTRAL 287 La alarma se acusa por un zumbido que obliga al operador a pulsar un botón y en ese momento aparece iluminado el vidrio deslustrado, en la parte correspondiente a la alarma de que se trata, de modo que se aprecia así en donde radica el defecto. Una vez este reparado se pulsa el otro botón y desaparecerá la visión de la alarma PUENTE GRÚA Y ACCESORIOS Fig Puente grúa Fig Puente Grúa Planta Choquetanga En las centrales, debe instalarse un puente grúa con capacidad suficiente para maniobrar los elementos que se instalen en la misma.(figs.10.6 y 10.7) Deberá estar provisto de limitadores de recorrido, tanto en el sentido de traslación, como en el de elevación, y constaran en términos visibles la altura

10 288 CENTRALES ELÉCTRICAS disponible de elevación y peso máximo que puede ser izado. Los apoyos del puente grúa deben ser tales que, transportando éste la pieza más pesada de la central y en las condiciones más desfavorables de funcionamiento de los mecanismos de elevación y traslación, no se originen vibraciones que puedan comprometer la marcha normal de los grupos CANALIZACIONES EN EL INTERIOR DE LAS CENTRALES Las conducciones de energía eléctrica en el interior de las centrales, se consideran divididas en conducciones y canalizaciones de baja tensión y canalizaciones de alta tensión. Entre las primeras se distinguen las canalizaciones bajo tubo (acero, Bergman, cables bajo plomo o armados, etc.), en base de conductores aislados con goma o desnudos montados directamente sobre aisladores. Todas ellas estarán sujetas a las prescripciones sobre instalaciones de baja tensión. En las canalizaciones, tanto de alta como baja tensión, constituidas por pletinas de cobre de gran sección, destinadas al paso de intensidades elevadas, deben estar relativamente próximos los aisladores soportes y suficientemente asegurada la separación de las barras correspondientes a fases o polos distintos, para evitar de esta forma deterioros en la instalación por esfuerzos electrodinámicos de importancia en los casos de cortocircuito ALUMBRADO DE AUXILIO Este alumbrado se contrae en varios puntos de luz instalados en lugares estratégicos, y que cuando falta el servicio de la central se alimenta con corriente continua de la batería, en la forma que se expresa a continuación al tratar las baterías de acumuladores. La Fig.10.8 muestra el dispositivo empleado en estas instalaciones. Se refiere a una instalación de puntos de luz de auxilio, alimentada por corriente alterna a 130 voltios. La batería es de 120 voltios, lo cual permite sustituir una alimentación por otra porque apenas hay diferencia de tensión, y esta sustitución tiene lugar automáticamente. Al faltar la alimentación por corriente alterna, un relé permite la puesta en servicio del interruptor de la derecha que, a su vez, mueve el conmutador que realiza el cambio de alimentación. En la misma forma y en sentido inverso vuelve a alimentarse la instalación de auxilio con la corriente alterna cuando

11 INSTALACIONES COMPLEMENTARIAS DE UNA CENTRAL 289 esta restablece su servicio. Fig Dispositivo para hacer funcionar automáticamente e indistintamente el alumbrado de una central con la corriente alterna, o con la procedente de la batería de acumuladores BATERÍAS DE ACUMULADORES En las centrales son necesarias las baterías de acumuladores (Figura 10.9) que procuran la corriente continua, y que sirven para alimentar los dispositivos de cierre y apertura de los interruptores; para el cierre y apertura de los desmagnetizadores de los alternadores; para actuar en caso de emergencia sobre el mecanismo eléctrico de la válvula mariposa de la tubería forzada, de la compuerta de toma de agua de la presa y para todos aquellos servicios que exigen la actuación electromagnética de la corriente. La tensión de las baterías es de unos 120 voltios generalmente, en algunos casos se emplea también la de 220 Voltios. La capacidad de la batería ha de ser proporcionada a la potencia de los diversos circuitos que aquella debe servir. Para instalaciones de 220 Kv. la batería habrá de tener una capacidad de 200 Amperios-hora; pero, si existen interruptores neumáticos cuya maniobra se realice también con aire comprimido, bastará que la capacidad sea únicamente de 100 Amperios-hora. En centrales de importancia conviene disponer de un circuito de corriente continua a 25 V., cuya misión es la de alimentar los dispositivos de señalización, como son: los indicadores de posición por medio de lámparas de distinto color (de los interruptores y de los seccionadores), los telerruptores del esquema luminoso, los relés para la señalización (en el

12 290 CENTRALES ELÉCTRICAS cuadro) de la temperatura excesiva en los cojinetes de los grupos, en el hierro, en el cobre y en el aceite de los transformadores, y en el aire de los alternadores, así como para señalar el nivel de los depósitos de agua y aceite y la situación de las compuertas de las válvulas, etc. Fig Baterías de acumuladores

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