Diseño del sistema de control para regular la velocidad de la turbina de la mini central hidroeléctrica Chaupe Pucará– Jaén

Abstract

El proyecto de investigación que detallamos a continuación se desarrolla en la mini central hidroeléctrica Chaupe Pucar·, es un sistema aislado en el Per˙ y se encuentra situada en la localidad de El Chaupe, distrito de Pucar·, provincia de Jaén, departamento de Cajamarca. La mini central hidroeléctrica Chaupe Pucar· no forma parte del Sistema Eléctrico, tiene más de 20 años de operación y cuenta con dos turbinas Pelton de 215 kW de Potencia Nominal, con salto neto de 95,95 m y un Qnominal de 0,55 m3 /s. La planta opera actualmente con una potencia máxima de 430 kW y presenta una serie de inconvenientes, entre ellos la incapacidad de las turbinas 02 para regular la velocidad, lo que se hace manualmente. Además, cuando se tiene en cuenta el consumo de energÌa, la energÌa fluctúa mucho, lo que hace que la planta se detenga, disminuya o acelere la velocidad, produciendo un deficiente servicio para los abonados que hacen uso de este recurso y que proporciona esta mini central. El tipo de investigación es no experimental y el diseño de la investigación es descriptiva. El objetivo general fue diseÒar un sistema de control de velocidad para la turbina de la minicentral hidroelÈctrica Chaupe Pucar· - Jaén. Los objetivos especÌficos fueron: Diagnosticar el estado situacional del actual sistema de control de velocidad de turbinas de la minicentral; Definir las medidas para el diseño del sistema de control de velocidad de la turbina; Proponer el modelo del sistema de control de velocidad mediante; y Realizar la evaluaciÛn económica del sistema de control a diseñar. Estos son los hallazgos de esta investigación: La minicentral hidroelctrica Chaupe Pucar·, tiene una potencia instalada de 430 kW, con una caÌda de 95,95m y un caudal de 0,55 m3 /s, los grupos de generación hidráulica son 02 turbinas tipo Pelton de eje vertical de 215 kW de potencia y 720 RPM, presenta en promedio mensual de 20 variaciones de la velocidad de la turbina, originando problemas en el funcionamiento de la minicentral. Los parámetros de diseño del sistema de control son: velocidad de rotación, rpm de la bomba de aceite, el rango de velocidad en el que puede operar el regulador se denomina regulación. El modelo del órgano de regulación de velocidad consta de control 9 de flujo, creado específicamente para el control automático de centrales hidroeléctricas pequeñas. Esta válvula est· controlada por un servomotor. La inversión a realizar es de S/.83 260,0, con una producción mensual de S/. 11 145,60 lo que nos da en un periodo de 20 años, un Valor actual Neto S/. 3 016,26 y una TIR de 13%.