Es un circuito electrónico capás de CONTROLAR Y MANTENER la tensión de los GS en niveles preestablecidos en las normas internacionales.
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- Paula Reyes Villalobos
- hace 6 años
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1 Es un circuito electrónico capás de CONTROLAR Y MANTENER la tensión de los GS en niveles preestablecidos en las normas internacionales. Los sistemas de excitación son regulados en forma automática por componentes estáticos se les denominan REGULADOR AUTOMATICO DE TENSION REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
2 HM SEP - REGULADORES AVR Y RAS VALVULA PRINCIPAL RAS FLUIDO PMG TRAFOMIX TURBINA RPMS GENERADOR SINCRONO Y 220 KV LINEA TX Y PM TRAFOMIX LINEA DE SUBTX CAUSE NATURAL AVR LINEA DE DISTRIB. Y Y USUARIO 220, VOLT. REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
3 CONSTITUCION DE LOS AVR Estan constituidos por:: 1.- Dispositivo sensible a los cambios de tension. 2.- Circuito regulador inteligente (Amplifi. Operac.) 3.- Puente de tiristores de Graetz redundante. 4.- Transformador de excitação estrela delta. (#) 5.- Interruptor de campo CA o CC; 7.- Tablero moderno IP Interfase IHM (#) Sin conectar a tierra, y con blindage eletrostática y proteción de sobre Corrente y sobre temperatura. REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
4 FUNCIONES DE LOS AVR 1.- Cumplir con los criterios de respuesta especificados. 2.- Proveer funciones de control y proteccion de: - Tension - Flujo de la potencia reactiva. - Mejorar la estabilidad del sistema. - Asegurar los límites permisibles de las MS. 3.- Cumplir con la flexibilidad en la operación. 4.- Cumplir con la confiabilidad y fiabilidad del sistema. 5.- Implemetación de niveles de redundancia. 6.- Tener la opción de trabajar con telemetría 7.- Estar totalmente integrado al SEP. 8.- Tener una respuesta rápida para hacer frente a las contingenecias del sistema. REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
5 FUNCIONES ADICIONALES DE LOS AVR Regular la tensión/carga reactiva normados. Regular la tensión terminal dentro de los límites. Poseer elevada velocidad de respuesta. Mantener valores aceptables de Vf al existir cortocircuito trifásico en las barras de alto voltaje. Limitar dinámicamente la corriente de excitación. Limitar dinámicamente la operación de la máquina en regiones próximas al límite de estabilidad. Contribuir de manera efectiva para la amortiguación de oscilaciones electromecánicas. REGULADORES DE TENSION
6 FUNCIONES ADICIONALES DE LOS AVR Limitar dinámicamente la operación de la máquina en condiciones de sobreflujo, limitando la relación Volts/Hertz; Limitar la corriente de armadura, referente a la carga reactiva. Se puede exigir que el SEP sea capaz de mantener la tensión en la barra de alta tensión. dentro de una faja especificada, ofreciendo, todavía, Tener un reparto equitativo de la carga reactiva de las unidades en paralelo (control conjunto). REGULADORES DE TENSION
7 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Algoritmo de control PID ó equivalente. Regulación de tensión con error 0,5%. Banda de regulación ajustable: 80% a 120%. Tecnologia del AVR: eletrónica digital. Doble canal de Regul. auto con canales independ. Ajustes realizados con el GS en operacón. Programabilidad con tecnología punta. Comunicación en rede con protocolo industrial aberto. Generación Interna de Registros de Señales. Geración interna de registros de Eventos. Interface (IHM) gráfica; REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
8 FUNCIONALIDADES Control automático de Tensión. Compensación de potencia reactiva. Limitador de Sobreexcitacón. Limitador de Subexcitación. Limitador Voltios / Hertz. Limitador de Corriente estatórica. Señal estabilizante derivado de la potencia acelerante. REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
9 ESPECIFICACIONES TECNICAS DE LOS AVR Corriente máxima de campo: Acc Corriente de campo en vacio: Acc Tensión nominal de campo: Vcc Resistencia de campo:. Tensión nominal del generador: V Tension límite pu Tiempo de respuesta Seg. Tipo de ambiente a instalar Altitud (msnm ) REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
10 REGULADOR DE TENSION - SIMPLIFICADO SEP REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
11 DIAGRAMA DE INTERLIGACIÓN REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
12 COMPONENTES DEL REGULADOR CPX2000 I ESQUEMA GENERAL REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
13 REGULADOR DE TENSION MONOCANAL EXCITATRIZ MIXTA ESQUEMA GENERAL REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
14 REGULADOR DE TENSION MONOCANAL COMPONENTES DEL REGULADOR REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
15 REGULADOR DE TENSION DOBLE CANAL TRAFO POTENCIA Y HACIA SISTEMA TRANSMISION INTERRUPTOR TRAFOS TENSION TRAFOS TENSION AVR PRINCIPAL G TRAFOS CORRIENTE IR, IS, IT CONEXION Y CON NEUTRO ATERRADO AVR RESPALDO TRAFOS CORRIENTE IR, IS, IT R R REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
16 REGULADOR DE TENSION DOBLE CANAL ESQUEMA GENERAL REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
17 REGULADOR DE TENSION DOBLE CANAL COMPONENTES DEL REGULADOR REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
18 REGULADOR DE TENSION DOBLE CANAL ESQUEMA GENERAL REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
19 CARACTERÍSTICAS INTERNAS - VISTA FRONTAL CONTROLE CUBÍCULO DA CHAVE DE CAMPO CUBÍCULO DA PONTE CUBÍCULO DA PONTE REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
20 CARACTERÍSTICAS INTERNAS - VISTA FRONTAL CONTROLE CUBÍCULO DA CHAVE DE CAMPO CUBÍCULO DA PONTE CUBÍCULO DA PONTE REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
21 CARACTERÍSTICAS INTERNAS - VISTA FRONTAL CONTROLE CUBÍCULO DA CHAVE DE CAMPO CUBÍCULO DA PONTE CUBÍCULO DA PONTE REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
22 POR QUE MODERNIZAR? 1.- EXIGENCIAS DEL SISTEMA ELÉCTRICO Requisitos de la estabilidad: Tensión de límite elevada Rapidéz de respuesta Amortiguamiento de las oscilações. Requisitos de regulación: Compensación de la caída Control secundario. Requisitos de conectividad: Datos en tiempo real Registro de eventos. REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
23 POR QUE MODERNIZAR? 2.- PROBLEMAS DE MANTENIMIENTO Obsolescencia de los componentes. Indisponibilidad de pocas reservas. Aumento da mantenimineto correctivo. Limpieza y accesibilidad de las unidades Excitatriz rotativa. REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
24 POR QUE MODERNIZAR? 3.- AUTOMAZACION Diminución de costos operativos. Mantenimineto predictivo Diminución de fallas e de indisponibilidad. Necesidad de tecnologia digital; REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
25 ALTERNATIVAS DE MODERNIZACION TOTAL CARACTERÍSTICA PRINCIPAL: - Eliminación de la excitatriz rotativa. - Ventajas:. Desempeño superior;. Mantenimiento reducido - Desventaja:. Costo mayor. REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
26 RAZONES PARA MODERNIZACION TOTAL Cambio periódico de escovillas. Desgradación del aislamiento. Rectíficación de colector de la excitatriz. Desperdicios de las escobillas sobre el colector y campo. Costo de limpeza. Incapacidade de amortiguar estados de frequencia mas elevadas. Desempeño dinámico inferior. REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
27 REGULADOR DE TENSIÓN COMPACTO DESARROLLADO PARA TRABAJAR CON SISTEMAS DE EXCITACIÓN DE BAJO NÍVEL DE POTENCIA: COMO EXCITATRICES CON ANILLOS ROZANTES E INDUCTIVAS. REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
28 INTERFAZ HOMBRE MAQUINA COMPACTO PARA INSTALACIÓN EN PANEL; DIMENSIONES REDUCIDAS, CON ÁREA FRONTAL APROXIMADA DE UNA HOJA DE PAPEL A4; LA MISMA INGENIERIA Y FUNCIONES APLICADAS EN LOS REGULADORES RTX400; CPU CON DSP; PUENTE RETIFICADORA CON IGBT. REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
29 SOFTWARE DE PROGRAMACIÓN (IHM LOCALES) REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
30 DESPLIEGE DEL SISTEMA DE EXPLOTACION REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
31 DESPLIEGE DEL SISTEMA DE EXPLOTACION REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
32 ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA Ing. Huber Murillo M. Especialista en máquinas eléctricas
33 UBICACIÓN DENTRO DEL SEP REGULADORES AUTOMATICOS DE VELOCIDAD ANRIQUE
34 UBICACIÓN DE LA UNIDAD HIDRAULICA REGULADORES AUTOMATICOS DE VELOCIDAD ANRIQUE
35 COMPONENTES DEL RAS UNIDAD HIDRÁULICA SISTEMA ACEITE HIDRÁULICO TURBINA GENERADOR CUBÍCULO DE CONTROL CUBÍCULOS DE POTENCIA TRANSFORMADOR DE EXCITACIÓN REGULADORES AUTOMATICOS DE VELOCIDAD ANRIQUE
36 DIAGRAMA HIDRÁULICO CPX2000 REGULADORES AUTOMATICOS DE VELOCIDAD ANRIQUE
37 DIAGRAMA DE BLOQUES DEL RAS REGULADORES AUTOMATICOS DE VELOCIDAD ANRIQUE
38 COMPONENTES DE UNA CENTRAL REGULADORES AUTOMATICOS DE VELOCIDAD ANRIQUE
39 Máquina Primaria - Caída x Caudal Características de las máquinas primárias por Caída y Caudal REGULADORES AUTOMATICOS DE VELOCIDAD ANRIQUE
40 Máquina Primaria - Turbina Pelton Características Constructivas: Horizontal y Vertical Conducto y Caída Aducción y Salida de la Turbina Actuadores: Inyectores y Deflectores Deflectores Activos Embalse Potencia La complejidad del control de Velocidad y Potencia de las Turbinas Pelton. REGULADORES AUTOMATICOS DE VELOCIDAD ANRIQUE
41 DESPLIEGE DEL SISTEMA DE EXPLOTACION: REGULADORES AUTOMATICOS DE VELOCIDAD ANRIQUE
42 SISTEMA DE POTENCIA DEL RAS REGULADORES AUTOMATICOS DE VELOCIDAD ANRIQUE
43 REGULACION HIDRAULICA DE FUERZA REGULADORES AUTOMATICOS DE VELOCIDAD ANRIQUE
44 SISTEMA INTEGRADO AVR Y RAS REGULADOR INTEGRADO DE TENSIÓN Y VELOCIDAD EXCITATRIZ ESTÁTICA UNIDAD GENERADORA (TURBINA + GENERADOR UNIDAD HIDRÁULICA REGULADORES AUTOMATICOS DE VELOCIDAD ANRIQUE
45 GOBERNADOR AUTOMATICO DE VELOCIDAD ( RAS ) ESTA CONSTITUIDO POR: - DISPOSITIVO SENSIBLE A LA VELOCIDAD - RELE DE VELOCIDAD O VALVULA PILOTO - SERVO MOTOR HIDRAULICO G LEYENDA SEP M Wm G Generador sincrono M Motor asíncrono SEP Sist. Elect. Potencia RW Regulador de Watts. Wm Velocidad mecánica RW DISPOSITIVO SENCIBLE A LA VELOCIDAD REGULADORES AUTOMATICOS DE VELOCIDAD ANRIQUE
46 REGULACION INDIRECTA CILINDRO HIDRAULICO CIERRE ABRE VALVULA DISTRIBUIDOR B ACEITE REGULADORES AUTOMATICOS DE VELOCIDAD ANRIQUE
47 REGULACION INDIRECTA CON RETROALIMENTACION MECANISMO DE RETROALIMENTACION RESORTE DISTRIBUIDOR LEVA CIERRE ABRE CILINDRO HIDRAULICO VALVULA B ACEITE REGULADORES AUTOMATICOS DE VELOCIDAD ANRIQUE
48 POR QUE MODERNIZAR? 1.- EXIGENCIAS DEL SISTEMA ELÉCTRICO Tipos de Operación Naturaleza de la Cargas Estabilidad/Oscilaciones - Regulación Primaria Control Automático de Generación - Regulación Secundaria OBJETIVO: Mantener/Mejorar la Calidad de la Regulación de Frecuencia REGULADORES AUTOMATICOS DE VELOCIDAD ANRIQUE
49 POR QUE MODERNIZAR? 2.- PROBLEMAS DE OPERACIÓN Y MANTENCIÓN Desgastes de las Piezas Mecánicas Creación de Holguras e Trabamientos Desajustes frecuentes. Falta de Piezas Reservas Eléctricas o Mecánicas Consumo Excesivo de Aceite Proceso muy largo de Partida Costo Excesivo de Mantención OBJETIVO: Reducir Costos de Mantención Reestablecer La Confiabilidad Operativa Reducir índice de fallas REGULADORES DE VELOCIDAD
50 POR QUE MODERNIZAR? 3.- AUTOMATIZACION Característica Principal: - Eleva la Presión del Sistema de Aceite Cambio a: - Sistema de Aceite presurizado - Servomotor - Válvula Distribuidora - Regulador Mecánico Aplicación: - Pequeñas Turbinas - Turbinas medias y Grandes. REGULADORES DE VELOCIDAD
51 VENTAJAS ECONÓMICAS Costos menores para los nuevos equipos Costos menores durante el tiempo em que no haya disponibilidad de máquina Estrecho relacionamiento entre Ingenieria / Provedor / Cliente.. Aumento de la confiabilidad del sistema. REGULADORES DE VELOCIDAD
52 INFORMACIONES BÁSICAS DEL RAS Potencia y Tipo de la turbina Caída nominal Presión del Sistema de Aceite Cantidad, trayecto y volume de los servomotores Tiempo de cierre de los servomotores Volumen de la cámara de control de la válvula distribuidora REGULADORES DE VELOCIDAD
53 FUNCIONES DEL RAS CARACTERÍSTICAS POR CONTROLADOR REGULADOR DE VELOCIDAD REGULACIÓN DE VELOCIDAD REGULACIÓN DE POTENCIA CANAL CONTROLADOR 1 PRINCIPAL CONTROL DE POSICIÓN REFERENCIAS DE VELOCIDAD Y POTENCIA DOBLE CANAL CANAL CONTROLADOR 2 RETAGUARDA RAMPEAMIENTO Y TOMA DE CARGA LIMITADOR DE APERTURA RELES DE POSICIÓN PARA AUTOMATISMOS RELES DE POTENCIA PARA AUTOMATISMOS RELES DE VELOCIDAD PARA AUTOMATISMOS SUPERVISIÓN DE FALLAS (ALARMAS Y TRIPS) MONITOREO DE SUBSISTEMAS Y OPERACIÓN LÓGICAS Y FUNCIONES CUSTOMIZADAS DE ACUERDO CON LA NECESIDAD DEL CLIENTE GENERACIÓN DE REGISTRO DE SEÑALES GENERACIÓN DE REGISTRO DE EVENTOS REGULADORES DE VELOCIDAD
54 CARCATERISTICAS DEL RAS Algoritmo de Control PID o equivalente Tecnologia del Regulador: Digital Doble Canal de Regulación Automática con canales independientes. Alteración de Parâmetros On Line, con equipo en operación; Programabilidad en ambiente windows Comunicación en red con protocolo industrial abierto; Generación Interna de Registros de Senales Generación Interna de Registros de Eventos Interfaz Amigable (IHM) Gráfica REGULADORES DE VELOCIDAD
55 CARCATERISTICAS DEL RAS Control conjunto de potencia activa Dispositivo mecánico de proteción contra sobrevelocidad Detector de movimiento indebido (creep detector) Proteción contra pérdida de presión en la toma de agua. Limitador de abertura e de potencia Parada parcial sin Rechazo de carga Lógica de Partida y Parada automáticas Garantía de desempeño para la regulación de potencia. REGULADORES DE VELOCIDAD
56 SÍNTESIS DEL SISTEMA Fref SISTEMA DE REGULACIÓN DE LA TURBINA Pref REGULADOR DE VELOCIDAD ACTUADOR CONDUTO FORZADO PM Pa TURBINA F GENERADOR VT Pe Pe Pe QUE INFORMA EL GOBERNADOR AL SISTEMA DE SUPERVISION? Medida de la Velocidad wr Apertura de Inyectores Posición del Servomotor Medida del limitador y variador REGULADORES DE VELOCIDAD
57 FUNCION DE TRANSFERENCIA Esta ecuación representa la función de transferecia clasica de uma turbina. Es que la potencia varia con la apertura de alabes. T W es conocido como el tiempo de partida del agua. Representa el tiempo requerido para acelerar el agua en el conducto desde el reposo hasta la velocidad U 0, bajo la caída U 0. Se debe observar que T W varia con la carga, cuanto mayor la carga, mayor es el valor de T W. Valores típicos de TW la plena carga están entre 0,5 y 4 segundos. REGULADORES AUTOMATICOS DE VELOCIDAD ANRIQUE
58 VELOCIDAD Y POTENCIA MECANICA La velocidad del agua en el conducto es data por: V = Ku.G. H La potencia mecánica desarrollada por la turbina esta data: Donde: Pm = Kp.H. V V = Velocidad G = Posición de alabes H = Caída hidráulica en los alabes KU = Constante de proporcionalidad Kp = Constante de proporcionalidad REGULADORES DE VELOCIDAD
59 RAS MONO CANAL REGULADORES DE VELOCIDAD
60 RAS DOBLE CANAL REGULADORES DE VELOCIDAD
61 COMPONENTES DEL RAS AIRE ACONDICIONADO SEÑAL DE CONTROL CIRCUITO ÓLEO HIDRÁULICO VÁLVULA DISTRIBUIDORA IHM GRÁFICA MANDO Y SUPERVISIÓN SERVO(s) TURBINA UNIDAD HIDRÁULICA POSICIÓN DE VÁLVULAS SENSORES DE POSICIÓN CUBÍCULO DE CONTROL POSICIÓN DE ACTUADORES COMO ÁLABES, PÁLAS (KAPLAN), AGUJAS Y DEFLECTORES (PELTON) REGULADORES DE VELOCIDAD
62 CARACTERISTICAS TECNICAS DE LA IHM Display 4 Linha y 40 Colunas Teclado de Membrana Impermeable Display RETRO ILUMINADO Navegación Circular con Atajos Comunicación en serie RS232 Visualización de mensajes y variables Mandos y Ajustes ON LINE Control de Contraseña para Usuarios Teclado 20 Teclas (4 de Navegación) Estructuras - Supervisión y Control IHM - ADQUISICION DE DATOS
63 REGULADORES AUTOMATICOS DE TENSION
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