CURSO DE TURBINAS A GAS .ppt

OPERACIÓN DE PLANTAS TURBO-GASOPERACIÓN DE PLANTAS TURBO-GAS

CADAFE

Instructor: Ing. Donaldo Flores

“ EL HOMBRE QUE PONE EL CORAZON EN LO QUE HACE,

CONSIGUE RECURSO DONDE LOS INCAPACES SE DAN

POR VENCIDOS”

FEDERIC II DE PRUSIA

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CONTENIDO PROGRAMÁTICOCONTENIDO PROGRAMÁTICO

1.- Nuestra Organización CADAFE

2.- Central Generadora de Energía Eléctrica

3.- La Turbina a Gas y sus Sistemas Asociados

4.- Funciones y responsabilidades del personal de Operaciones de una Planta Turbo Gas

5.- Descripción de los Paneles de Operación

6.- Elementos de Operación

7.- Contingencias en la Operación de Turbinas a Gas

8.- Despacho de Carga

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MISION DE NUESTRA EMPESAMISION DE NUESTRA EMPESA

“Prestar un servicio eléctrico integral, eficiente, de calidad, técnicamente confiable, a precio que nos permita cubrir los costos operativos y efectuar las inversiones requeridas para el mantenimiento, mejoramiento y ampliación rentable del sistema, estimulando el desarrollo del país y mejorando la calidad de vida de la población”.

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VISION DE NUESTRA EMPESAVISION DE NUESTRA EMPESA

“A mediano plazo, CADAFE será una empresa nueva de carácter corporativo, no burocrática, organizada tanto funcionalmente como por proyectos y de fácil adaptación a los cambios, dirigido fundamentalmente a prestar un servicio eléctrico integral y eficiente, de calidad comparable a las mejores empresas del sector eléctrico, tanto nacional como internacional, con personal y tecnologías excelente y financieramente sólidas”.

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NUESTRA ORGANIZACIONNUESTRA ORGANIZACIONCADAFE

C O N TR A L O R ÍA IN TE R N A

C O N S U L TO R ÍAJ U R ÍD IC A

D IR E C C IÓ NE J E C U TIV A D ES E C R E TA R IA

V IC E P R E S ID E N C IAE J E C U TIV A D E

R E C U R S O SH U M A N O S

D IR E C C IÓ NE J E C U TIV A D ER E L A C IO N E S

IN S TITU C IO N A L E S

D IR E C C IÓ NE J E C U TIV A D ES E G U R ID A D YP R E V E N C IÓ N

D IR E C C IÓ NE J E C U TIV A

D EG E N E R A C IÓ N


D ETR A N S M IS IÓ N


D ED E S A R R O L L O

G E R E N C IAG E N E R A L

P L A N TAC E N TR O


G E N E R A C IÓ N YTR A N S M IS IÓ N

D IR E C C IÓ NE J E C U TIV A D E

P L A N IF IC A C IÓ NC O R P O R A TIV A


P L A N IF IC A C IÓ NIN F R A E S TR U C TU R A


D EIN F O R M Á TIC A


P L A N IF IC A C IÓ N


F O R M U L A C IÓ N YC O N TR O L


C O O R D .C O N TA B L E


D EL O G ÍS TIC A


E C O N O M ÍA YF IN A N Z A S


F IN A N Z A S


C O O R D .C O M E R C IA L


C O O R D .A D M IN IS TR A TIV A


C O O R D .TÉ C N IC A


C O O R D . D EF IL IA L E S

P R E S ID E N C IA

J U N TA D IR E C TIV A

ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL DE CADAFE

CENTRAL GENERADORA DE ENERGÍA ELÉCTRICA

CENTRAL GENERADORA DE ENERGÍA ELÉCTRICA

Conjunto de máquinas motrices, generadores, equipos de maniobra y procesos, que sirven para la producción de energía eléctrica.

Existen tres tipos de centrales:

Térmica

Hidroeléctricas

Nucleares

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ESTRUCTURA DE UNA CENTRALTURBO GAS


a) AREA DE PROCESO DE COMBUSTIBLE

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b) PATIO DE GENERACION

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c) SUB-ESTACION ELECTRICA

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d) SALA DE MANDO

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TURBINA A GAS TURBINA A GAS CADAFE

DESCRIPCIÓN DE UNATURBINA A GAS

DESCRIPCIÓN DE UNATURBINA A GAS

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C: COMPRESOR b: CAMARA DE COMBUSTIÓN t: TURBINA

GEN

b

FUEL

2

C

1

AIR

34

t

CICLO OPERATIVO DE UNATURBINA A GAS

CICLO OPERATIVO DE UNATURBINA A GAS

CICLO BRAYTON

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COMPONENTES DE UNATURBINA A GAS


1. Seccion de Aire de entrada

2. Compartimiento de Control

3. Compartimiento de Accesorios

4. Compartimiento de Turbina

5. Compartimiento de Caja Reductora

6. Sección de Gases de Escape

7. Compartimiento del Generador

8. Compartimiento Auxiliar del Generador

9. Skid (patin) de Combustible

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1. COMPARTIMIENTO DE ADMISION DE AIRE

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- Panel de Control del Generador

- Panel de Control de Turbina

- Panel de Control de Motores

- Panel Auxiliar

- Cargador de Baterías

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2.- COMPARTIMIENTO DE CONTROL



3. COMPARTIMIENTO DE ACCESORIOS

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4. COMPARTIMIENTO DE TURBINA

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- Solo existe en Unidades 5000

- Reduce velocidad del generador de 5100 a

3600 r.p.m.

Adicionalmente, cambia el sentido de giro del

rotor del generador

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5.- COMPARTIMIENTO DE CAJA REDUCTORA



- El aire sale a la atmosfera

- Pasa a través de silenciadores

- Estan ubicadas las termocuplas de escape

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6.- SECCION DE GASES DE ESCAPE



- Generador Sincrónico

- Enfriamiento del tipo abierto

- Al final se encuentra la excitación

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7.- COMPARTIMIENTO DEL GENERADOR

SISTEMAS ASOCIADOS A UNATURBINA A GAS


1. Aceite de Lubricación

2. Aceite Hidráulico

3. Aceite de Control o de Disparo Hidráulico

4. Agua de Enfriamiento

5. Sistema de Arranque

6. Sistema de Aire de Enfriamiento y Sello

7. Sistema de Calefacción

8. Sistema de Combustible Líquido Gasoil

9. Sistema de Combustible Gas

10. Sistema Contra Incendio

11. Aire de Atomización

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- Lubrica los Cojinetes

- Engranajes de las cajas accesorios y reductora

- Acoples

- Suministra aceite al Sistema Hidráulico, de Control y

Medios Arranque.

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1.- ACEITE DE LUBRICACION



- Tanque de Almacenamiento de Aceite

- Bomba Principal

- Bomba Auxiliar y de Emergencia

- Intercambiador de Calor

- Filtros

- Elementos de Medición y Control

- Precipitador Electrostático (MS-7001)

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Elementos Importantes Del Sistema Aceite de Lubricación:



Funcionamiento Sistema Aceite de Lubricación:

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Funcionamiento Sistema Aceite de Lubricación:



Opera:

- Los dispositivos del Sistema de control de combustible

- Sistema aceite disparo

- Álabes Guías

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2.- SISTEMA DE ACEITE HIDRAULICO



- Bomba Principal

- Bomba Auxiliar (MS-7001)

- Múltiple Hidráulico

- Filtros

- Acumulador Hidráulico (MS-7001)

- Elementos de Medición y Control

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ELEMENTOS IMPORTANTES DEL SISTEMA DE ACEITE HIDRAULICO



Funcionamiento del Sistema de Aceite Hidráulico

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Controla el accionamiento de las válvulas que cierran el paso de combustible

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3. SISTEMA DE ACEITE DE CONTROL o DE DISPARO HIDRAULICO



- Válvulas solenoides 20FG y 20FL

- Válvula de disparo manual

- Válvula de disparo por sobre velocidad

- Orificios de admisión

- Elementos de medición y control

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ELEMENTOS IMPORTANTES DEL SISTEMA DE ACEITE DE CONTROL



Funcionamiento Sistema de Aceite de Control

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- Sistema cerrado y presurizado

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4. Sistema Agua de Enfriamiento



- Tanques de almacenamiento de agua

- Radiadores de enfriamiento

- Ventiladores de enfriamiento

- Bomba de Agua

- Válvulas de regulación


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Elementos Importantes del Sistema Agua de Enfriamiento



Funcionamiento del Sistema Agua de Enfriamiento

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- Inicia el giro de la unidad

- Impulsa la turbina

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5. Sistema de Arranque



- Dispositivo de arranque (Motor Diesel o de C.A.)

- Convertidor de torque

- Embrague

- Transformador de potencia (MS-7001)

- Contactor de arranque o limitamp (MS-7001)


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Elementos Importantes del Sistema de Arranque



Funcionamiento del Sistema de Arranque

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Este sistema es utilizado durante el arranque y operación de la unidad, donde se extrae el aire de varias etapas del compresor axial para:

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•Enfriar las piezas de turbina.

•Suministrar aire de sello a los cojinetes de turbina.

•Suministrar aire de control para las válvulas de operación con aire.

•Suministrar aire al sistema de aire de atomización.

6.- SISTEMA DE AIRE DE ENFRIAMIENTO Y SELLO



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6.1 ELEMENTOS IMPORTANTES DEL SISTEMA

a. Filtro Poroso De Aire.

b. Electro válvula 20CB

c. Motor Ventilador 88TK-1,2

d. Válvulas de alivio

e. Elementos de Medición y control.



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6.2 FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA



Mantiene la temperatura en el:

- Generador

- Disyuntor

- Barras (MS-7001)

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7. SISTEMA DE CALEFACCION



- Resistencias de calefacción

- Interruptor de alimentación

- Elementos de control y señalización

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ELEMENTOS IMPORTANTES SISTEMADE CALEFACCION



Funcionamiento del Sistema de Calefacción

RTD and temperature meter circuit

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- Suministra gasoil a presión y flujo constante

- Divide el flujo en 10 partes

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8. Sistema de Combustible Líquido



- Contador de combustible

- Filtro de baja presión FF1

- Válvula de parada VS1

- Bomba principal de gasoil

- By-Pass de la bomba VC3

- Filtro de alta presión SF2

- Divisor de flujo FD1

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Elementos Importantes del Sistema de Combustible Líquido



- Válvula Check

- Quemador de combustible

- Válvula selectora

- Válvulas de falso arranque

- Embrague eléctrico de la bomba

- Servoválvula electrohidráulica


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Elementos Importantes del Sistema de Combustible Líquido



Funcionamiento del Sistema de Combustible Líquido

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- Suministra gas a presión y flujo de acuerdo al

funcionamiento de la unidad

- Llega a las cámaras de combustión a través de manifold

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9. Sistema de Combustible Gas.



- Colador de gas (Strainer)

- Conjunto de válvulas de control y parada

- Servoválvulas

- Válvulas Check

- Válvula Selenoide de cierre (20 FG)


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Elementos Importantes del Sistema de Combustible Gas



Funcionamiento del Sistema de Combustible Gas

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- Extingue cualquier conato de incendio

- Utiliza CO2

- Reduce el O2 contenido en el aire

- Contiene dos (2) descargas

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10. Sistema Contra Incendio



- Cilindros o bombonas de CO2

- Válvulas solenoides pilotos

- Cilindros pilotos

- Toberas de descarga

- Detectores de incendio

- Sistema de enfriamiento (MS-7001 y MS-5001)

- Tuberías

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Elementos Importantes del Sistema Contra Incendio



Funcionamiento del Sistema Contra Incendio

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- Toma aire de descarga del compresor

- Cada inyector tiene tres (3) vías

- Utilizado para pulverizar el gasoil

- Combustión eficiente y completa

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11. Sistema de Aire de Atomización



- Separador Centrífugo

- Preenfriador de aire

- Compresor de aire de atomización de arranque

- Compresor de aire de atomización principal

- Manifold de distribución

- Pressure switch diferencial

- Termómetro del aire

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Elementos Importantes del Sistema de Aire de Atomización



Funcionamiento del Sistema de Aire de Atomización

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FUNCIONES DEL PERSONAL DE OPERACIONES


1.- Jefe de Turno

2.- Operador de tablero Electrico

3.- Operadores de turbina

4.- En algunas plantas, existe el jefe de operaciones y el asistente de operaciones

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En las planta de generación, el personal de operaciones es de vital importancia, pues son quienes controlan y vigilan el proceso de producción.

Este personal trabaja las 24 horas en tres turnos, y lo conforman:



Ejecuta las actividades referidas a la toma de lectura, a la detección de fallas y al registro de novedades, a fin de controlar y reportar el funcionamiento de los equipos instalados en sala de mando y subestación.

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Es la maxima autoridad del grupo y es el responsable del cumplimiento de las operaciones que se realizan en la Planta.

1.- JEFE DE TURNO.

2.- OPERADOR DE TABLERO ELECTRICO.



Es la persona responsable de coordinar el área de operaciones de la planta, trabaja en su horario normal de planta.

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Es el responsable por la operación de las unidades generadoras y de todos los equipos asociados.

3.- OPERADOR DE TURBINA.

4.- JEFE DE OPERACIONES.

RESPONSABILIDADES DEL PERSONALDE OPERACIONES

RESPONSABILIDADES DEL PERSONALDE OPERACIONES

El operador de turbina a gas deberá tener el conocimiento teórico práctico suficiente para realizar las tareas relativas a la operación y control de una unidad turbogeneradora, en este sentido debe estar capacitado para:

Arranque, toma de carga y parada de las unidades

Establecer las condiciones óptimas de sincronismo entre las unidades y un sistema interconectado.

Determinar los parámetros anormales de operación de las unidades y sus servicios auxiliares, así como cumplir con los procedimientos establecidos para atender fallas en las mismas.

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RESPONSABILIDADES DELPERSONAL DE OPERACIONES


Efectuar trabajos de mantenimientos rutinarios en los equipos, durante su guardia de mantenimiento.

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Analizar las lecturas de los parámetros operativos y elaborar el informe preliminar.

Mantener comunicación apropiada con el personal supervisorio.



El operador debe estar alerta sobre las condiciones en que se encuentra la unidad antes y después de su operación una vez que se le ha efectuado cualquier tipo de reparación, mantenimiento o cuando recibe las instalaciones al comienzo de su período de trabajo.

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A continuación, se describen los procedimientos generales que debe cumplir un operador con la finalidad de contribuir con el normal desarrollo de las actividades en las unidades generadoras.

1.- VERIFICACION DE UNA UNIDAD GENERADORA FUERA DE SERVICIO:



El operador deberá familiarizarse con el tablero de control de la unidad, ya que lo señalado por sus indicadores, registradores y lámparas de señalización, le van indicando lo que sucede en la misma durante la secuencia de arranque.

Tomar como norma llegar un cuarto de hora antes de recibir la guardia, para que chequee en que estado de operación se encuentran las unidades que van a estar bajo su responsabilidad. Probar las lámparas señalizadoras del panel anunciador de alarmas y reportar las que estén quemadas.

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2.-VERIFICACIÓN DURANTE LA SECUENCIA DE ARRANQUE:

3.-VERIFICACIÓN DURANTE LA MARCHA NORMAL DE LA UNIDAD:



a) operador al dar la señal de parada debe verificar frente al tablero de control de la unidad que el relé de alta velocidad 14HS, se apaga.

b)El VCE se desactiva.

c) La señal de parada se enciende.

d)Verificar la apertura de las válvulas de extracción a través de la válvula de purga 20CB.

e) Asegurarse que la bomba auxiliar de aceite de lubricación (C.A.) entre en operación al 50 % de su velocidad.

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4.-VERIFICACIÓN DURANTE LA PARADA NORMAL DE LA UNIDAD:



Inmediatamente después de parar la unidad, el operador debe verificar que entre el sistema de giro lento para así evitar que se doble el eje por un mal enfriamiento, y ocurran problemas de roce y desbalance en el mismo.

f) Verificar a través del indicador de posición que los álabes guías han sido cerrados.

g) Verificar el cierre de las válvulas del sistema de control de combustible.

h) Asegurar que se accione el sistema de giro para el enfriamiento de la turbina, una vez parada ésta.

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5.-PRECAUCIÓNES DE OPERACIÓN:

DESCRIPCION DE LOS PANELES DE CONTROL DE UNA UNIDAD MS - 7001DESCRIPCION DE LOS PANELES DE

CONTROL DE UNA UNIDAD MS - 7001

PANEL DE CONTROL DE LA TURBINA

1

6

7

8

9

10 11

17

2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 2 3 4

5 3 4

13 14 1516

12

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DESCRIPCION DE LOS PANELES DE CONTROL DE UNA UNIDAD MS - 7001DESCRIPCION DE LOS PANELES DE

CONTROL DE UNA UNIDAD MS - 7001

PANEL DE CONTROL DEL GENERADOR

1

2345

9

8

10

13

6

7

16

11

12

1519

20

2324

25

14

18

17

22

21

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ELEMENTOS DE OPERACION ELEMENTOS DE OPERACION

Esta sección incluye la información para la operación de turbinas a gas, diseñadas para impulsar generadores. La operación de la turbina esta concentrada principalmente en los siguientes procesos.

5. Arranque en Automatico

1. Arranque del motor Diesel2. Arranque en crank3. Parada desde crank4. Secuencia de encendido

6. Sincronización7. Toma de carga8. Parada9. Transferencia de Combustible

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CONTINGENCIAS EN LAOPERACIÓN DE TURBINAS A GAS


Se enumeran a continuación algunas contingencias de posible ocurrencia durante la operación de turbinas a gas y que debemos estar preparados para asumirlas.

Es una situación imprevista que suele ocurrir cuando alguna señal errática actúa sobre el breaker del generador, cerrando sus polos y permitiendo el paso de energía eléctrica de un sistema de potencia al generador de la unidad turbogeneradora, transformando en ese momento la energía eléctrica en mecánica, haciendo que el generador opere como un motor

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1.- MOTORIZACION:



La unidad posee un sistema automático de extinción de incendio que actúa en aquellas zonas donde se produce mayor temperatura, tales como los compartimientos de accesorios, turbina y carga. El operador debe verificar que las puertas de estos compartimientos permanezcan cerradas, a fin de que el CO2 actúe en forma efectiva.

Se puede presentar cuando la unidad está en el proceso de arranque o sincronizada al sistema interconectado, es decir, el rotor de la máquina supera la velocidad nominal de trabajo debido a un exceso de combustible.

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2. CONATO DE INCENDIO:

3. EMBALAMIENTO DE TURBINA:



La parada de emergencia es una operación que debe realizar el operador de la unidad o cualquier persona de operaciones, cuando se presente una situación de emergencia en la cual se ponga en peligro la vida de una persona o un equipo.

En esta operación se produce la conversión de tensión continua (125 VDC) a tensión alterna (125 VAC) el inversor, que luego es aplicada a los transformadores de ignición de las bujías de encendido. Debe efectuarse cuando no exista tensión en la barra principal de 115 Kv debido a contingencias en el sistema interconectado.

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4. PARADA DE EMERGENCIA:

5. ARRANQUE EN NEGRO:



Con mucha frecuencia se producen fugas de combustible en las unidades generadoras, principalmente, por rotura de tuberías que llegan a los quemadores o por las uniones de estas

En esta condición las unidades en operación salen fuera de servicio debido a las siguientes causas:

• Falla en el sistema interconectado por disparo de líneas de transmisión de importancia.

• Fallas en los equipos de la Sub-Estación adscrita a la Planta

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6. FUGAS DE COMBUSTIBLE:

7. CAÍDA DE PLANTA:



Es deber del operador verificar constantemente si el sistema de

rotación lenta esta en servicio luego de una parada, de lo

contrario deberá informar de inmediato para que sea corregida

esta anormalidad.

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8. FALLA DEL SISTEMA DE ROTACIÓN LENTA:

DESPACHO DE CARGADESPACHO DE CARGA

El despacho de carga, es la Unidad que tiene bajo su responsabilidad la operación del sistema eléctrico de Potencia, formados por los sistemas de Generación (Plantas generadoras) y por el sistema de Trasmisión (Líneas de Transmisión y Sub-estaciones). Al igual que una Planta o S/E, el personal que allí labora, realizan guardias de ocho horas, en tres turnos, esto con la finalidad de mantener una supervisión constante al sistema.

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1. Vigilancia constante del sistema de potencia, con la finalidad de garantizar a los suscriptores y clientes especiales energia de la mejor calidad.

2. Tratar en la medida de sus posibilidades el Despacho Economico

FUNCIONES:

GRACIAS POR SU ATENCIONGRACIAS POR SU ATENCION

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CURVA DE ARRANQUE CURVA DE ARRANQUE CADAFE

Curva de Parada

0

1000

2000

3000

4000

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6000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Tiempo (min)

Vel

oci

dad

(R

PM

)

CURVA DE PARADA CURVA DE PARADA CADAFE

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