SISTEMAS Y EQUIPOS ELÉCTRICOS PRINCIPALES

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1 SISTEMAS Y EQUIPOS ELÉCTRICOS PRINCIPALES 1. SISTEMAS Y EQUIPOS ELÉCTRICOS PRINCIPALES 1.1 Sistema de Generación eléctrica La planta dispondrá de un generador eléctrico de 59 MVA, 50Hz, 11kV de dos polos asociado a la turbina de vapor, con las siguientes características que se resumen en esta tabla: Excitación. La excitación del alternador se hará mediante un sistema de excitación estática que tomará su alimentación del cuadro de MT 6,6 kv, mediante un transformador de potencia dedicado en exclusiva a dicha excitación Protecciones eléctricas Se suministrará un armario de protecciones eléctricas en el que se incluirán todas las protecciones eléctricas del alternador. Se utilizarán relés de protección digitales multifunción que incluyan todas las funciones necesarias para la correcta protección de los equipos antes indicados Medida, Control y Sincronización. Se incluirán todos los equipos necesarios para realizar las medidas, control y sincronización con la red que sean necesarios. En concreto se incluirán: medida de corriente del generador en las tras fases, medida de tensión en bornes del generador para las tres fases, frecuencia, factor de potencia, Potencia activa y Potencia Reactiva y medida de tensión y corriente en la excitación, además de elementos digitales de grabación. Todas las medidas se llevarán a través de transductores 4-20 ma. Se incluirá además un equipo de sincronización automático con la red que incluirá: un sincronoscopio, un doble voltímetro, un doble frecuencímetro y un Relé de sincronismo (para comprobación del sincronismo) Equipo de puesta a tierra del neutro del alternador. El neutro del alternador se llevará a tierra a través de un transformador de puesta a tierra a cuyo secundario se conectará una resistencia de puesta a tierra para limitar las corrientes de falta. En el secundario de dicho transformador se instalarán también una caja de conexión para las protecciones 64S del alternador. ANEXO WEB / CURSO DE CENTRALES TERMOSOLARES 1

2 ANEXO WEB / CURSO DE CENTRALES TERMOSOLARES 2

3 1.1.2 Sistemas auxiliares El alcance del suministro incluye los sistemas auxiliares del generador, tales como el sistema de refrigeracion, sistema de excitación, protecciones eléctricas, medida, control y sincronización y el equipo de puesta a tierra del neutro del alternador. Se incluirán los siguientes elementos asociados: - Un Sistema de refrigeración agua aire. - Un Sistema de excitación estática y transformador de excitación asociado. - Envolvente de terminales de línea: Transformadores de tensión e intensidad para protección y medida. Pararrayos. Condensadores. - Envolvente terminales de neutro - Equipo de puesta a tierra del neutro. Resistencia de puesta a tierra 10 A/10s. Se considera que el punto de conexión a la red del generador asociado a la turbina de vapor es de 132 kv, a través de un transformador de unidad de 11/132 kv. El alcance del suministro eléctrico comprende, además, los siguientes equipos: EN MUY ALTA Y MEDIA TENSIÓN - Un cuadro principal de generación de MT con embarrados de 11 kv, 50 Hz. Este cuadro constará de un interruptor de acometida desde el generador de la turbina de vapor, un interruptor de salida al transformador de unidad, un interruptor de salida al trafo de auxiliares y una cabina de medida. - Un conjunto de barras segregadas de 11 kv, que unirán el alternador con el cuadro de 11 kv y éste a su vez con el secundario del transformador principal. - Un transformador de unidad (principal), 62 MVA, de relación 11 kv/132 kv, ONAN/ONAF, con regulador de tomas en vacío. - Tres pararrayos autoválvulas, que enlazan con el parque intemperie. - Un transformador de auxiliares 11 MVA, 11 kv/6,9 kv, ONAN/ONAF con regulación de tomas en carga, e impedancia de puesta a tierra que limite las corrientes de cortocircuito. - Dos transformadores de distribución de BT, 6600 V/ 420 V de 2500 kva de tipo seco. - Un cuadro de Media Tensión, 6,6 kv 50 Hz, con simple acometida y barra única, desde donde se alimentarán los motores de MT de toda la planta así como los transformadores a cuadros de BT Barras de 11kV. La conexión eléctrica entre el alternador y el transformador de unidad se hará mediante barras segregadas de 11 kv. Estas barras irán equipadas con los elementos que requieran para la unión a los distintos equipos: conexiones rígidas y flexibles, soportes, elementos cortafuegos, etc. Las principales características de estas barras son: Tensión nominal 11 kv Tensión de aislamiento..17,5 kv Grado de protección.ip 55 La conexión estará dividida en dos secciones por el cuadro de MT donde se encuentran los interruptores de enlace con el transformador de unidad, el transformador de ANEXO WEB / CURSO DE CENTRALES TERMOSOLARES 3

4 auxiliares y el generador. La sincronización a red se hará a través de los interruptores incorporados en dicho cuadro. Las barras se diseñarán de forma que puedan absorber los esfuerzos correspondientes a un cortocircuito franco Celdas de MT 11 kv. El cuadro de 11 kv será un cuadro de barra única. Incluye las celdas necesarias para salida del generador, salida al transformador de auxiliares, salida al transformador de unidad y los sistemas de protecciones y medida y sincronización necesarios. Estas celdas usarán como medio de aislamiento el aire y serán del tipo metalclad. Estarán equipadas con interruptores automáticos extraíbles. Se trata de celdas de las siguientes características: Tensión de servicio kv Tensión de aislamiento... 17,5 kv Tipo de instalación...interior Aislamiento eléctrico...aire Frecuencia Hz Nivel de Cortocircuito ka (*) (*) De acuerdo con la Potencia de cortocircuito indicada en los datos de partida Transformación Consideraciones generales El sistema de transformadores comprende los siguientes equipos: Un Transformador elevador o de unidad. Es el transformador principal que convierte la energía generada, de la tensión del nivel de generación 11 kv a la tensión de transmisión de 132 kv. Se ubicará en el exterior y próximo al generador. Un Transformador de auxiliares. Dicho transformador será el que proporcione alimentación al embarrado de media tensión de 6,6 kv, para alimentar así todos los auxiliares de la planta. Se instalará en el exterior próximo al edificio que alberga las salas eléctricas. Transformadores de MT/BT: Estos transformadores son los que alimentan a los embarrados de 400 Vac. Se instalarán en el interior de la sala eléctrica. Se realizarán en la fase de ingeniería cálculos justificativos de la elección de la relación de transformación, potencia nominal y porcentaje de las tomas de regulación, teniendo en cuenta la capacidad de sobreexcitación del alternador y de los transformadores de unidad y auxiliares Transformador de Unidad y de Auxiliares. El transformador de Unidad y el de auxiliares tendrán las siguientes características: La cuba contará con los siguientes elementos: Depósito de expansión. Constará de los siguientes elementos: Indicador de nivel magnético en los dos compartimentos, con contacto de nivel mínimo. Válvulas de aislamiento de depósito y cuba. Será una válvula manual. Válvulas de llenado, vaciado y tomas de muestras. Desecador de silicagel con separador de aceite, en ambos compartimentos. ANEXO WEB / CURSO DE CENTRALES TERMOSOLARES 4

5 Relé Buchholz con dos flotadores, con toma de muestras a altura de hombre. Relé de protección del regulador en carga. Dispondrá de sistema de conservación del aceite de la cuba mediante membrana separadora de caucho sintético, en depósito de expansión, para separar el aceite del aire. Dispositivo liberador de presión, en la parte superior del tanque Termómetro indicador de temperatura de aceite en la parte superior del tanque (alarma y disparo). Imagen térmica para detección de temperatura de los bobinados con indicación de alarma y disparo. Sonda para medida remota de temperatura en el aceite. Válvulas para filtrado, drenaje y muestreo de aceite. Se debe indicar número de válvulas. Ruedas orientables de pestaña con dispositivo de bloqueo. Acceso para mantenimiento e inspección del regulador. Placas de apoyo para gatos hidráulicos. Cáncamos de elevación. Los radiadores del transformador dispondrán de: Válvulas de independización en la parte superior e inferior (para facilitar el desmontaje sin vaciar el aceite de la cuba). Tapón de vaciado y tapón de purga. Cáncamos de elevación. El regulador de tomas en carga (sólo para el Transformador de auxiliares) dispondrá de : Relé de control de flujo de aceite Volante de accionamiento único Relé de presión o protección contra sobrepresión Indicador de aceite, válvula de llenado, vaciado y toma de muestras. Contador de maniobras y un indicador de toma en posición local y en sala de control. Irán montados sobre ruedas, para su sustitución en caso necesario, sin necesidad de equipos de elevación, si bien dispondrán de los cáncamos u otros sistemas de sujeción y elevación, tanto para su transporte como para el desencubado de las partes activas. La pintura de la tapa de la cuba será antideslizante. La tensión de aislamiento de los devanados de 132 kv de los transformadores de unidad será la siguiente: Frecuencia industrial 275 kv Impulso tipo rayo 650 kv Considerando que la zona del emplazamiento es una zona industrial con nivel de contaminación alto se ha considerado que las bornas de los transformadores deberán tener una línea de fuga igual o superior a 31 mm/kv fase-fase. Este valor será revisado en la ingeniería de detalle. El nivel de descargas parciales será inferior a 500 μv para el 150 % de la tensión nominal, no debiendo aparecer para tensiones menores del 130 %. Se cumplirá la norma IEC ANEXO WEB / CURSO DE CENTRALES TERMOSOLARES 5

6 Los secundarios de los transformadores de intensidad de medida fiscal (0,2s) serán cableados a bornas precintables. Los transformadores se diseñarán, fabricarán y ensayarán siguiendo la norma IEC 76. El dimensionamiento del transformador de unidad se basará en la normativa IEC 354. El sistema de refrigeración dispuesto en el transformador de unidad se diseñará de tal manera que ante fallo de uno de los componentes individuales de dicha refrigeración (radiador y ventilador), el transformador no se verá afectado y podrá trabajar al 100% de su carga a potencia nominal. La refrigeración de los transformadores auxiliares será ONAN/ONAF. La impedancia mínima de los transformadores será calculada según condiciones de falta del sistema de A.T La monitorización de temperaturas, actuación de protecciones, alarmas, posición del regulador de tomas (si aplica) e información sobre el estado de los sistemas de ventilación/circulación forzada se llevarán a la sala de control. Todos los elementos de seguridad de los transformadores vendrán equipados con 2 contactos NA de disparo, de los cuales uno se cableará directamente al relé de disparo y bloqueo correspondiente y el otro se utilizará para señalización y control Datos del Transformador de unidad. Identificación del transformador Número de unidades 1 Ud. Normativa aplicable IEC / UNE Transformador de unidad(si/no) SI Tipo de emplazamiento (interior / intemperie) Intemperie Servicio Continuo Número de fases 3 Frecuencia nominal (Hz) 50 Material de los devanados Tipo de refrigeración ONAN / ONAF Potencia nominal (ONAN/ ONAF) (kva) / Tensión nominal en vacío, en AT (kv) 132 Tensión nominal en vacío, en BT (kv) 11 Relación de transformación (kv) 132/11 Tensión alterna auxiliares 3F+N (V) 400/230 Tensión continua auxiliares (V) 125 Grupo de conexión YNd11 Puesta a tierra del neutro lado AT SI Puesta a tierra del neutro lado BT NO Nivel de aislamiento de los devanados (kv) AT BT Neutro - Frecuencia industrial s/norma - Impulso tipo rayo s/norma Tipo de regulación VACIO Fabricante del regulador Margen de regulación en (%) ±2.5 ±5 ANEXO WEB / CURSO DE CENTRALES TERMOSOLARES 6

7 Número de tomas de ajustador en AT 5 Características de los puntos de conexión AT BT Equipo a conexionar Subestación Celdas MT Tensión nominal (kv) Variaciones máximas de tensión (%) Forma de conexión cable Barra segregada Parámetros de impedancia (%) Total Resistiva Reactiva Tensión de cortocircuito directa 14 (ONAF) Tabla. Transformador de unidad Datos de los Transformadores de auxiliares Se incluye en el suministro un transformador trifásico, con aislamiento y refrigeración en baño de aceite,11 kv/6,9kv. Su construcción se haría de conformidad con las normas UNE y CEI. El tipo de refrigeración de los transformadores será ONAN/ONAF Datos principales: Potencia estimada... (ONAF)11000 kva Tensiones V / 6900 V Frecuencia Hz Puesta a tierra... A través de resistencia limitadora Tensión de cortocircuito (aproximada)... 8 % Regulación en carga.... ± 8 x 1,25% Construido según normas....cei Salida de Líneas Las bornas de alta tensión del transformador principal del Grupo se conectarán a la subestación de 132 kv. Se suministrarán los descargadores autoválvulas en el lado de AT del transformador de unidad con sus correspondientes apoyos y contadores de descargas y el pórtico de salida del transformador unidad. Los pararrayos se colocarán de forma que la longitud de la conexión a cada transformador sea lo más corta posible. Cada pararrayos deberá ir dotado de su correspondiente contador de descargas por fase así como soporte metálico, conexión de puesta a tierra, bornas de interconexión a cable, etc. Los conductores serán de cobre Sistema de Alimentación a Servicios Auxiliares El sistema de distribución eléctrica auxiliar de c.a. de la Planta, podrá ser alimentado en operación normal indistintamente por la red general a través del transformador de alimentación a auxiliares o por el propio alternador. Desde los sistemas auxiliares, se suministrarán las alimentaciones necesarias para todos los equipos de la planta tanto en BT como en MT. ANEXO WEB / CURSO DE CENTRALES TERMOSOLARES 7

8 1.1.6 Celdas de 6,6 kv Las celdas se diseñarán y fabricarán conforme a lo estipulado en la norma IEC y se alimentarán a 6,6 kv por los transformadores auxiliares. Se compondrán de los cubículos necesarios para la alimentación a los equipos y motores de 6,6 kv, y para los centros de distribución, además de alojamiento para los equipos de medida. Las celdas dispondrán de un sistema de barras del tipo barra única. El cuadro de MT contará con las siguientes celdas: CELDAS DESCRIPCIÓN POTENCIA (kw) 1 ACOMETIDA 2 BOMBA AGUA DE CIRCULACIÓN BOMBA AGUA DE CIRCULACIÓN BOMBA AGUA DE ALIMENTACIÓN BOMBA AGUA DE ALIMENTACIÓN 2 (RESERVA) BOMBEO 1 HTF (1x50%) BOMBEO 2 HTF (1x50%) BOMBEO 3 HTF (reserva) BOMBEO SALES CALIENTES (1 x 100%) BOMBEO SALES CALIENTES (RESERVA) BOMBEO SALES FRIAS (1 x 100%) BOMBEO SALES FRIAS (RESERVA) TRANSFORMADOR CENTRO FUERZA PRINCIPAL 2000 kva 14 TRANSFORMADOR CUADRO DE ESENCIALES 2500 kva 15 CELDA DE MEDIDA ANEXO WEB / CURSO DE CENTRALES TERMOSOLARES 8

9 LÍNEA DE EVACUACIÓN / 3 KV TRANSFORMADOR PRINCIPAL T1 132/11 KV 50 MVA UNIFILAR MUY ALTA TENSIÓN 11/ 3 KV TE EQUIPO DE EXCITACIÓN G BARRA 11 KV 11/ 3 KV 11 KV 50 MVA 3000 rpm/50 Hz Cosϕ 0,8 TSA 1 11/6 KV 10,5 MVA A BARRA DE 6 KV ANEXO WEB / CURSO DE CENTRALES TERMOSOLARES 9

10 DE TSA 1 UNIFILAR MEDIA TENSIÓN 6 KV BARRA 6 KV 6 / 3 KV CENTRO DE DISTRIBUCIÓN SISTEMA EXCITACIÓN TSA 2 6/0,400 KV 1,5 MVA Y-D CENTRO DE DISTRIBUCIÓN AGUA ALIMENTACIÓN CENTRO DE DISTRIBUCIÓN GRUPO BOMBEO HTF A CUADROS DE DISTRIBUCIÓN EN BAJA TENSIÓN BAA 1185 KW (RESERVA) BAA 1185 KW HTF KW HTF KW HTF KW (RESERVA) HTF KW HTF 5 HTF KW 900 KW (RESERVA) CENTRO DE DISTRIBUCIÓN TORRES DE REFRIGERACIÓN HTF KW BOMBA AGUA CIRCULACIÓN 1480 KW VENTILADOR TORRE KW VENTILADOR TORRE KW VENTILADOR TORRE KW VENTILADOR TORRE KW BOMBA AGUA CIRCULACIÓN 1480 KW (RESERVA) ANEXO WEB / CURSO DE CENTRALES TERMOSOLARES 10

11 EN BAJA TENSIÓN - Un cuadro de distribución general de fuerza de BT 400 V, 50 Hz, con una acometida con barra única desde el que se alimentarán los motores principales de BT y los CCM s. Los CCM s de las plantas paquetes se alimentarán desde este cuadro general pero serán suministrados por el contratista de la planta paquete correspondiente. También se alimentarán los CCM s correspondientes a la parte solar del ciclo, pero no las cargas que deriven de estos. - CCM s necesarios para alimentar los sistemas auxiliares de la planta. - Un cuadro de servicios esenciales 400 V, 50 Hz, con doble acometida, una desde el cuadro principal de fuerza y otra desde el grupo diesel. - Un generador diesel de emergencia, 400 V, 50 Hz, factor de potencia 0,85, que alimentará las cargas del cuadro de servicios esenciales en caso de pérdida de alimentación principal. - Un Sistema de Corriente continua, 125 VDC y de alimentación ininterrumpida 230 V AC. El sistema de continua se alimentará directamente desde el cuadro de esenciales, a través de sendos rectificadores 400 Vac/ 125 Vdc que alimentan dos conjuntos de baterías. Desde cada uno de los subembarrados del cuadro de continua se alimentarán dos inversores que conforman el SAI de 230 Vac. - Se incluirán los cables de MT y de BT necesarios para la alimentación de todas las cargas asociadas a la parte térmica del ciclo. - La planta dispondrá de un sistema de alumbrado para interior, exteriores y viales. - Se incluirá un sistema general de puesta a tierra, tanto enterrada como aérea que garantice la seguridad de las personas. - Se incluirá un sistema de protección catódica. ANEXO WEB / CURSO DE CENTRALES TERMOSOLARES 11

12 0,400 / 3 KV 0,110 / 3 0,400 / 3 KV 0,110 / 3 KV DEL TSA CENTRO DE DISTIBUCIÓN AIRE COMPRIMIDO 2.- CCM AGUA BRUTA 3.- CCM TURBINA DE VAPOR 4.- CCM TRATAMIENTO DE EFLUENTES 5.- CCM PCI 6.- CCM SERVICIOS GENERALES 7.- CCM GENERACIÓN VAPOR SOLAR 8.- CCM REFRIGERACIÓN DE COMPONENTES KV 0,110 / UNIFILAR BAJA TENSIÓN BARRA 400 V RESERVA BARRA DE SERVICIOS ESENCIALES 400 V PUENTE GRUA EDIFICIO DE TURBINA KV 3 M M MOTORES P \ 75 KW VIRADOR EJE TURBINA M BOMBAS DE ACEITE LUBRICACIÓN VIRADOR (LUBE OIL) G GENERADOR DIESEL 1500 KVA, 400 V, Cosϕ=0,8 2x200 Ah 2x200 Ah 200/220 MOTOR INTERRUPTOR DE GRUPO ALUMBRADO DE EMERGENCIA CONTROL PROTECCIONES BOMBAS ACEITE DE EMERGENCIA COJINETES DE TURBINA MONITORES CONTROL Y COMUNICACIONES ANEXO WEB / CURSO DE CENTRALES TERMOSOLARES 12

13 1.1.7 Transformadores de MT/BT Se tratará de transformadores trifásicos secos. Su construcción se haría de conformidad con las normas UNE y CEI. La placa característica estimada para estos equipos será: Potencia estimada Y kva Tensiones V / 420 V Frecuencia Hz Grupo de conexión... Dyn11 Puesta a tierra... Rígidamente Tensión de cortocircuito (aproximada)... 5 % Regulacion en vacío ± 2 x 2,5 Construido según normas...cei -76 Accesorios: Incorporarán los accesorios normales, incluyendo entre otros, termómetro y caja de conexiones Pruebas y ensayos Los ensayos realizados a los transformadores deberán incluir los ensayos de la norma UNE - EN (modelos de aceite) y UNE (modelos seco) con la adición de las siguientes peculiaridades: - Ensayo en vacío en el que se medirán las pérdidas en vacío y la intensidad de magnetización con el 90 %, 100 % y 110 % de la tensión nominal. - Ensayo tipo rayo según la norma IEC 76 - Medida de descargas parciales según la norma IEC Ensayo de impedancia homopolar. - Medida de capacidades en pf y factor de pérdidas en % entre devanados y entre devanado y tierra. Se aplicarán valores entre 2 y 10 kv de tensión para comprobar las posibles variaciones de tensión. - Ensayos de estanqueidad en la cuba y depósitos conservadores, en fabricación y después de las pruebas finales. - Ensayos en el regulador de carga de acuerdo a IEC 214 facilitados por el fabricante. - Comprobación de que el Buchholz no actúa en el arranque y parada de todos los motores de bombas de aceite y ventiladores. - Medida de gases en el aceite antes y después de cada ensayo de calentamiento, de vacío y de pruebas finales. - Ensayo de calentamiento. Se incluirán además, los siguientes ensayos a los equipos auxiliares: - Prueba de funcionamiento de las protecciones, alarmas, ventilación forzada, etc. y del cableado. - Medida de aislamiento en los circuitos auxiliares de protección, alarmas, ventilación forzada, etc. - Ensayo de rigidez dieléctrica en dichos circuitos. - Comprobación de la resistencia dieléctrica del aceite de aislamiento. - Nivel de ruido en db(a), con todos los ventiladores y bombas (cuando aplique) en marcha según IEC Pasatapas, presentación de certificados conforme a la Norma IEC Comprobación del funcionamiento del Armario de Control y Mando de cuadros con la norma IEC Ensayo de sobrepresión de la cuba y accesorios. - Ensayo de vacío de la cuba y accesorios. ANEXO WEB / CURSO DE CENTRALES TERMOSOLARES 13

14 - Comprobación de la polaridad y el grupo de conexión de los transformadores de intensidad. - Comprobación de la característica de transferencia de tensiones transitorias - Comprobación de placa de característica Valores de Funcionamiento Potencia Eléctrica Bruta Consumo de Auxiliares Potencia Eléctrica Neta kw Se alimentan externamente Kw Caracterísitcas de equipos TRANSFORMADOR DE UNIDAD Cantidad 1 x 100% Número de fases 3 Frecuencia nominal (Hz) 50 Tipo de refrigeración ONAN / ONAF Potencia nominal (ONAN/ ONAF) kva / Tensión nominal en vacío, en AT kv 132 Tensión nominal en vacío, en BT kv 11 Relación de transformación 132/11 Regulación % En vacío(±2,5; ±5) Impedancia de Cortocircuito (Zcc) % 14 Grupo de conexión YNd11 TRANSFORMADOR DE AUXILIARES Cantidad 1 x 100% Número de fases 3 Frecuencia nominal (Hz) 50 Tipo de refrigeración ONAN / ONAF Potencia nominal (ONAN/ ONAF) (kva) kva / Tensión nominal en vacío, en AT (kv) kv 11 Tensión nominal en vacío, en BT (kv) kv 6,9 Relación de transformación (kv) 11/6,9 Regulación % En carga (±8x1,25) Impedancia de Cortocircuito (Zcc) % 8 GENERADOR DIESEL Potencia de salida continua kw 1000 Factor de potencia 0.8 Tensión Asignada V 400 Frecuencia Hz 50 Tipo de sistema 3 F Tipo de excitación Brushless Tiempo de arranque s 15 ANEXO WEB / CURSO DE CENTRALES TERMOSOLARES 14