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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE COTOPAXI FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA Y APLICADAS INGENIERÍA ELÉCTRICA

OPERACIÓN SEP

TEMA: CURVA DE ENTRADA Y SALIDA DE GENERADORES HÍDRICOS

ALUMNO: JUAN DANEL QUISPE SANDOVAL

DOCENTE: ING. XAVIER PROAÑO

CICLO: OCTAVO “B”

FECHA DE PRESENTACIÓN: 05 - 06 - 2020

LATACUNGA – ECUADOR

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I. RESUMEN La función de un sistema eléctrico de potencia (SEP), es satisfacer la demanda de los consumidores respetando los siguientes requerimientos básicos: Confiabilidad y seguridad en el suministro, mínimo costo, calidad de servicio (frecuencia y niveles de voltaje), optimizar el uso de los recursos energéticos disponibles, preservación del medio ambiente. Por lo consiguiente en este trabajo se realizará una indagación sobre los generadores hídricos, así también de las curvas de entrada y salida de los mismos. Palabras clave – Sistema eléctrico, potencia, demanda, confiabilidad, costo, calidad, frecuencia, voltaje, optimizar, energéticos, generadores hídricos. ABSTRACT The function of an electric power system (SEP), is to meet the demand of consumers respecting the following basic requirements: Reliability and security in supply, minimum cost, quality of service (frequency and voltage levels), optimize the use of available energy resources, preservation of the environment. So in this work an inquiry is made about water generators, as well as the curves of entry and exit of them. Keywords - Electrical system, power, demand, reliability, cost, quality, frequency, voltage, optimization, energy, water generators.

II.

INTRODUCCIÓN

El suministro de la energía demandada con mínimo costo es un requerimiento económico básico para los sistemas eléctricos, que procura optimizar el uso de los recursos energéticos disponibles. Los requerimientos de calidad, confiabilidad y seguridad en el suministro, así como la preservación del medio ambiente, constituyen restricciones que en general encarecen el suministro de energía. Para lo cual en este trabajo se dará énfasis en los generadores hídricos indagando sobre sus ventajas y desventajas, así también como conocer las curvas de entrada y salida de los mismos, siendo así que nos ayudará en tener conocimiento básico para realizar lo que es un despacho económico.

III. MARCO TEÓRICO GENERADORES HÍDRICOS Un sistema generador de electricidad a partir del movimiento del agua que pasa, bien por un solo canal o bien a través de la orilla con el uso de un canal al efecto, con un sistema de compuertas que ampliaría el caudal y por lo tanto la fuerza del agua que pasa a través dela turbina del sistema generador hidráulico[ CITATION Hay07 \l 12298 ]. Ventajas  Se trata de una energía renovable y limpia de alto rendimiento energético.  Es una energía inagotable.  Es ecológica.  Debido al ciclo del agua su disponibilidad es inagotable.  Es una energía totalmente limpia, no emite gases, no produce emisiones tóxicas, y no causa ningún tipo de lluvia ácida.  Permite el almacenamiento de agua para abastecer fácilmente a actividades recreativas o sistemas de riego.  Se pueden regular los controles de flujo en caso de que haya riesgo de una inundación. Desventajas  Cuando las turbinas se abren y cierran repetidas veces, el caudal del río se puede modificar.  Los costos de capital por kilovatio son muy altos.  El emplazamiento, es lo que significa un aumento de la inversión y en los precios de mantenimiento y pérdida de energía.  La construcción lleva largo tiempo.  La disponibilidad de energía puede fluctuar de estación en estación y de año en año. CURVA DE ENTRADA Y SALIDA DE GENERADORES HÍDRICOS Las unidades hidroeléctricas tienen características de entrada-salida similares a las unidades de turbina de vapor. La entrada es en términos de volumen de agua por unidad de tiempo; La salida es en términos de energía eléctrica. La figura 1 muestra una curva de entrada-salida típica para una planta hidroeléctrica donde la carga hidráulica neta es constante. Esta característica muestra una curva casi lineal de los requisitos de

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volumen de agua de entrada por unidad de tiempo en función de que la potencia de salida aumenta de la carga mínima a la nominal[ CITATION Edm01 \l 12298 ]. Por encima de este punto, los requisitos de volumen aumentan a medida que disminuye la eficiencia de la unidad. La característica de tasa de agua incremental se muestra en la figura 2. La unidad que se muestra en ambas curvas son unidades inglesas. Es decir, el volumen se muestra como acre-pies (un acre de agua a un pie de profundidad). Si es necesario, las alturas hidráulicas netas se muestran en pies. También se utilizan unidades métricas, al igual que miles de pies cúbicos por segundo (kft 3/seg) para la tasa de agua[ CITATION Edm01 \l 12298 ].

Figura 1. Curva de entrada-salida de la unidad hidroeléctrica

Figura 2. Curva de tasa de agua incremental para planta hidroeléctrica Programar plantas hidroeléctricas con características de altura variable es más difícil que programar plantas hidroeléctricas con alturas fijas. En la figura 3, el volumen de agua requerido para una salida de potencia dada disminuye a medida que la altura aumenta [ CITATION Nil95 \l 12298 ].

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Figura 3. Curvas de entrada-salida para una planta hidroeléctrica con altura variable. La Figura 4 muestra el tipo de característica exhibida por las plantas hidroeléctricas de almacenamiento por bombeo. Estas plantas están diseñadas para que el agua pueda almacenarse bombeándola contra una altura hidráulica neta para descargarla en un momento más propicio[ CITATION Flo07 \l 12298 ]. Este tipo de planta se instaló originalmente con turbinas de bomba hidráulica separadas que se han utilizado. Estas turbinas de bomba reversibles exhiben una característica normal de entrada-salida cuando se utilizan como turbinas. En el modo de bombeo, sin embargo, la eficiencia de la operación tiende a disminuir cuando la bomba se opera lejos de la capacidad nominal de la unidad [ CITATION Flo07 \l 12298 ].

Figura 4. Curvas de entrada-salida para una planta hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo con una altura hidráulica neta fija.

CURVAS DE ENTRADA-SALIDA TERMICAS Estas características dependen de la relación entre la entrada total y la salida neta. La entrada total representa la energía térmica aportada por el volumen de combustible inyectado por un determinado tiempo, el cual puede estar expresado en galones por minuto o en pies cúbicos por minuto. Si a este valor se multiplica por su precio unitario se obtiene un resultado en unidades monetarias por hora, o si se multiplica por el poder calórico inferior se obtiene la energía térmica aportada en una hora. Mientras que la salida neta de la planta de generación corresponde a la potencia eléctrica que entrega al sistema eléctrico. Esto se representa esquemáticamente en la Figura5.

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Figura 5: Esquema de Entrada-Salida para una Central Térmica a Gas

El método más recomendado para determinar las características de entrada salida, es mediante pruebas en campo ya que reflejan las condiciones reales de las unidades y no las condiciones teóricas. Esta prueba consiste en medir el ingreso de combustible (gas y/o diesel) en la línea de entrada de los quemadores y al mismo tiempo registrar la potencia eléctrica de salida que entrega al SEIP.

El método de ajuste de curva más recomendable es el método de regresión lineal general y se puede utilizar la técnica destimación por mínimos cuadrados. CONCLUSIONES 

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] S. Cuellar, «GENERADOR HIDRAÚLICO,» 12 Febrero 2015. [En línea]. Available: https://es.slideshare.net/susancuellarsilva1/exposicion-01. [2] A. J. Wood y B. F. Wollenberg, «POWER GENERATION, OPERATION AND CONTROL,» John Wiley & Sons, Inc, United States of America, 1996. [3] P. Specs, «Gas Turbine World,» Pequot Publications, Inc, Fairfield, 1990. [4] R. W. Foster-Pegg, «COGENERATIONS-INTERACTIONS OF GAS TURBINE, BOLER AND STEAM TURBINE,» ASMSpaper 84-JPGC-GT-12, United States of America, 1984.