CONDOR CLIFF LA BARRANCOSA - Aprovechamientos Hidroeléctricos Río Santa Cruz - Argentina
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Aprovechamientos Hidroeléctricos CONDOR CLIFF LA BARRANCOSA Río Santa Cruz - Argentina Desarrollo, integración y energía renovable Creemos en la Fuerza de la Naturaleza
Descripción Nombre País Cóndor Cliff y La Barrancosa Argentina Cliente Provincia de Santa Cruz Alcance Proyecto Ejecutivo, Financiación, Construcción, Suministro, Montaje, Puesta en Marcha y O&M Capacidad Instalada 1.817 MW: 1.182 MW (Cóndor Cliff) 635 MW (La Barrancosa) Producción Anual Promedio 5.535 Gwh Energía Equivalente 22.000 BEP día Los aprovechamientos hidroeléctricos de Cóndor Cliff y La Barrancosa están ubicados en la Provincia de Santa Cruz, sobre el río homónimo, en la Patagonia Argentina. Si bien el río Santa Cruz posee una gran regularidad hidrológica y es el tercero más caudaloso del país (caudal medio de 720 m3/seg), éstos son los primeros aprovechamientos energéticos que se realizan en su cuenca. La Barrancosa El emprendimiento es de vital importancia para la región patagónica y el Puerto Río Santa Cruz Santa Cruz país porque: aumenta considerablemente la oferta energética, diversifica la matriz de energía disminuyendo la dependencia de los hidrocarburos, El Condor Cliff Calafate permite la utilización del petróleo y sus derivados en usos de mayor valor agregado, genera energía limpia con un recurso renovable, y evita la emisión de gases de efecto invernadero y contaminación ambiental. También, realiza un gran aporte al crecimiento económico, estimulando el desarrollo regional a través de la creación de un cluster integrado por universidades, consultoras y Pymes argentinas. Además diversifica y amplia la demanda laboral (más de 2.500 empleos directos y cerca de 12.000 indirectos). Desde su concepción, el proyecto fue diseñado de modo de satisfacer una serie de exigentes requerimientos ambientales, tales como: Limitaciones al Nivel Máximo Extraordinario del embalse Cóndor Cliff: no debe superar la máxima cota de oscilación (depurada de eventos por rotura) del Lago Argentino. Condiciones de operación del embalse: debe garantizar que su nivel acompañe las oscilaciones naturales del Lago Argentino (depuradas éstas de los eventos por rotura). Máximo caudal evacuado: a fin de cumplimentar consideraciones hidráulicas de estabilidad de cauce y de dominio en la zona ribereña, el máximo caudal a evacuar desde el embalse de La Barrancosa no debe superar el de 25 años de recurrencia, determinado a partir del registro histórico. Protección al ecosistema: debe garantizar un caudal mínimo (180 m3/s) que asegure la preservación de los ecosistemas actuales. También debe garantizar la existencia de un sistema que permita las migraciones reproductivas de las especies ictícolas que se dan en el tramo fluvial considerado (escala de peces). Centrales Hidroeléctrica Condor Cliff La presa es del tipo de enrocamiento con pantalla de concreto (CFRD) de 76 m de altura, y una longitud de coronamiento de 2780 m. El equipamiento hidro- electromecánico incluye 6 unidades generadoras tipo Francis de 197 MW cada una, con sus sistemas de regulación de velocidad, excitación y tuberías de presión. Central Hidroeléctrica La Barrancosa Al igual que en Condor Cliff, el cerramiento se realiza con enrocamiento con pantalla de concreto (CFRD), en este caso de 44 m de altura y 2.900 m. de longitud de coronamiento. La central contará con 5 unidades generadoras tipo Kaplan de 127 MW cada una, con sus sistemas de regulación de velocidad y excitación.
Ambos proyectos poseen obra de toma, descargadores de fondo, vertederos (de labio fijo en el caso de Cóndor Cliff y con compuertas en La Barrancosa), escala de peces, todos los equipos hidro-mecánicos asociados, y casa de máquinas. Las centrales disponen de sistemas de monitoreo, control y protección, transformadores de potencia principales, sistemas eléctricos y auxiliares. La tecnología empleada es de clase mundial y cumple los más rigurosos estándares de calidad y confiabilidad. IMPSA es pionera en el uso de sistemas CAE CAD CAM, para lo cual cuenta con tecnología de última generación aplicada a todas las etapas de la producción de sus equipos. Esto le ha permitido obtener diversos logros que son récords mundiales en la industria, tales como: el suministro de las unidades generadoras tipo Kaplan más grandes del mundo, y la construcción de la planta de generación de mayor eficiencia global. Cuenta con uno de los laboratorios de hidráulica más avanzados y es precursora en el desarrollo de software integral para el dimensionamiento y simulación de generadores sincrónicos. Con la puesta en operación de estos proyectos, se logra el ahorro de más de 8 millones de barriles equivalentes de petróleo (BEP) por año, evitando la emisión de gases de efecto invernadero, colaborando con la mitigación del calentamiento global y la disminución de la contaminación ambiental. Características Técnicas CH Cóndor Cliff CH La Barrancosa Turbinas Turbinas Tipo Francis Tipo Kaplan Cantidad x capacidad 6 x 197 MW Cantidad x capacidad 5 x 127 MW Salto Nominal 63,5 m Salto Nominal 32,9 m Velocidad de rotación 107,1 rpm Velocidad de rotación 115,4 rpm Regulador de Velocidad Regulador de Velocidad Tipo Electro-hidráulico con control PID Tipo Electro-hidráulico con control PID Generadores Generadores Cantidad x capacidad 6 x 215 MVA Cantidad x capacidad 5 x 139 MVA Tensión de generación 15,75 kV Tensión de generación 15,75 kV Frecuencia 50 Hz Frecuencia 50 Hz Sistemas de Excitación: Sistemas de Excitación: Tipo Estático Tipo Estático Transformadores de Potencia: Transformadores de Potencia: Tipo Trifásico Tipo Trifásico Cantidad x Potencia 3 x 435 MVA Cantidad x Potencia 2 x 278 MVA + 1 x 139 MVA Tensión lado Generación 15,75 KV Tensión lado Generación 15,75 KV Tensión lado Transmisión 500 kV Tensión lado Transmisión 500 kV Suministro para ambas centrales Tramos de Líneas de Transmisión en 500 KV para vincular los transformadores de potencia de cada central con las respectivas Playas de Maniobra (Subestaciones de salida). Sistema de control constituido por 5 secciones principales: turbina, generador, servicios auxiliares, alarma y automatización. Sistemas Eléctricos Sistemas Mecánicos Formados por el equipamiento de maniobra a tensión de generación, Sistema de agua de enfriamiento, los sistemas completos de aire alimentación de servicios auxiliares, playa de maniobras, sistema de comprimido en alta y baja presión, sistema de vaciado de las unidades, corriente continua y alterna seguras, cableados completos y sistema sistema de transferencia y tratamiento de aceite, sistema de protección expuesto de puestas a tierra. contra incendio para generadores y transformadores, e Izajes para la sala de sistemas auxiliares mecánicos.
Turbinas Diseño Hidráulico El ensayo de los modelos a escala de las turbinas se lleva a cabo en el Laboratorio de Hidráulica del Centro de Investigaciones Tecnológicas (CIT) de IMPSA, en Argentina. El proceso de desarrollo incluye: diseño hidráulico, diseño mecánico del modelo, ensayos internos hasta lograr los requerimientos del proyecto, y ensayos presenciales junto a los representantes del Cliente. Las pruebas permiten verificar el cumplimiento de las garantías para este proyecto en todos sus aspectos. Todos los componentes de las turbinas son inicialmente analizados y optimizados utilizando software de simulación de flujos (CFD), logrando resultados consistentes con las mediciones realizadas durante el ensayo de modelo. Las turbinas son diseñadas para un rango de variación de saltos conveniente, logrando altas eficiencias en todo el rango de trabajo de la unidad. Se está ensayando para Cóndor Cliff un modelo con válvula cilíndrica. Diseño Mecánico El diseño mecánico se realiza con un modelo 3D computarizado, que verifica las tensiones de los componentes, el análisis de deformación y las frecuencias naturales a través del método de elementos finitos (MEF). Generadores El dimensionamiento integral se efectúa por medio del sistema experto ARGEN, totalmente desarrollado por IMPSA, que permite también el análisis del comportamiento de la máquina, tanto en estado estacionario como transitorio y en condiciones normales y de falla. Esta herramienta sintetiza todas las capacidades necesarias para concebir un alternador de este tipo: electromagnetismo, circuitos eléctricos y magnéticos, mecánica de los fluidos y transmisión de calor, elementos de máquinas, resistencia de materiales y fatiga, tribología (lubricantes- desgaste-cojinetes), estabilidad de la línea de ejes, vibraciones y comportamiento oscilatorio. El diseño se hace por medio de CAD (Computer Aided Design). Para la verificación, no sólo se utilizan herramientas desarrolladas en IMPSA e integradas en el sistema experto PROGEN, sino también programas que utilizan el MEF (Método de Elementos Finitos). El circuito magnético del estator está formado por segmentos de acero magnético de grano orientado de 0,5 mm de espesor, que son troquelados, barnizados y apilados. En las ranuras se monta el arrollamiento estatórico, en el que se induce un sistema trifásico de corrientes alternas. El conjunto es soportado por la carcasa, que es una estructura mecano soldada. La carcasa guía el aire proveniente del núcleo hacia los intercambiadores de calor del sistema de enfriamiento. El rotor consta de una estrella mecano soldada, una llanta de chapas troqueladas apiladas (para permitir una ventilación radial), y los polos inductores que generan el campo magnético rotante en el entrehierro de la máquina. La disposición de la línea de ejes consta de cojinetes guía y un cojinete de empuje axial, todos ellos convenientemente dispuestos a lo largo de la unidad turbina generador, maximizando la estabilidad dinámica de las partes rotantes. El sistema de ventilación es de tipo radial, el cual produce, mediante el rotor, la presión necesaria para el enfriamiento forzado de la máquina.
Reguladores El regulador IMPSA es del tipo electro-hidráulico digital con control tipo PID. La electrónica de control utilizada consiste en PLCs estándar de primera línea, lo que brinda alta confiabilidad y fácil mantenimiento. La arquitectura del sistema consiste en un controlador principal y un controlador manual que se activa en caso de falla del primero. Esto asegura una alta tolerancia y evita que, ante algún problema en el controlador principal, la unidad generadora deje de operar, provocando un rechazo de carga y una gran perturbación al sistema eléctrico. El software del sistema incluye todas las funciones de control de velocidad y potencia requeridos por este tipo de unidades. La unidad de bombeo es completamente diseñada en 3D. Sistema de Excitación Está compuesto por: Sistema de regulación digital: tiene dos autómatas, ambos ejecutando los canales de regulación manual/automático, y controladores de corriente de campo asociados a cada puente rectificador de SCR (tiristores). Esta estructura garantiza un control independiente al nivel de entradas/salidas y canales de regulación, así como también al nivel de los controladores de corrientes. Sistema de control de potencia: está formado por dos puentes rectificadores en configuración de reserva fría, a los efectos de garantizar una doble redundancia de potencia, pero sin poner en riesgo el resto de los SCR frente a una falla eléctrica cercana a los rectificadores. Cada rectificador posee su unidad de intercambiado de calor aire/aire, así como sus sistemas de protección individual. Descarga de campo: frente a una parada normal operativa, el sistema realiza una desexcitación rápida mediante la apertura del interruptor de campo. La energía almacenada en el rotor se descarga en un resistor. Transformador de excitación: es del tipo de bobina encapsulada en resina epoxi y está protegido con su correspondiente celda, conectada al ducto de fases segregadas. Los transformadores de corriente en el primario permiten una protección contra sobrecorrientes. Automatización El sistema de control de éste proyecto abarca la supervisión, control y protección de todas las unidades generadoras que forman parte de la provisión. Cada unidad generadora cuenta con tres controladores principales. El automatismo de cada unidad es responsable de coordinar el funcionamiento seguro y sincronizado de todos los sistemas auxiliares del generador y de la turbina, entre los que se detallan: regulador de velocidad, regulador de tensión, sistemas de refrigeración del generador, cojinetes y sello del eje, válvula de guardia, sistemas de lubricación, frenado y aire comprimido y transformador de potencia principal. Cada controlador está comunicado con el sistema de control total a través de su red. Mediante ésta, además de proveerse de toda la información necesaria de la unidad generadora, se permite el comando remoto y la integración de todas las unidades a los módulos de control conjuntos de generación de las centrales. Este proyecto es otro ejemplo del compromiso de IMPSA en brindar soluciones integrales para la generación de energía eléctrica a partir de recursos renovables.
www.impsa.com IMPSA LATINOAMÉRICA IMPSA MALASIA SDN BHD IMPSA RECIFE Carril Rodríguez Peña 2451 T2-8, 8th Floor, Jaya 33, N° 3 (Lot 33) Estrada TDR Norte, 1724 Km 3,3 M5503AHY, San Francisco del Monte Jalan Semangat, Section 13 Distrito Industrial de Suape Godoy Cruz, Mendoza 46100 Petaling Jaya, Selangor Darul Ehsan Cabo de Santo Agostinho, PE - Brasil Argentina Kuala Lumpur Cep.: 54590-000 Tel (+54 261) 413 1300 Malasia Tel (+55 81) 3087 9300 Fax (+54 261) 413 1416 Tel (+60 3) 7954 1168 Fax (+55 81) 3087 9372 Fax (+60 3) 7954 1169 ISO 9001 :: ISO 14.001 :: OHSAS 18.001
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