CNO - Acuerdo 171 de 2001

CONSEJO NACIONAL DE OPERACION

CNO ACUERDO No. 17'l Septiembre 2l de 2001 Por el cual se aprueban los protocolos para la medición de estatismo de algunas unidades de generación El Consejo Nacional de Operación en uso de sus facultades legales y reglameniarias, en espec¡al las confer¡das en el Artículo 36 de la Ley 143 de 19-94, la Resolución 84103 del 2 de febrero de 1995 del M¡nister¡o de Mines y EnergÍa, elAnexo general de la Resolución CREG 025 de 1995

ACUERDA: PRIMERO: Aprobar los protocolos de medida de estat¡smo de las plantas Cal¡ma, Salvajina, Bajo Anchicayá, Chivor, Alto Anchicayá y Urrá, a que se refieren los Anexos 1 al 6, que forman parte integral del presente Acuerdo SEGUNDO: El presente Acuerdo r¡ge a part¡r de la fecha de su expediciÓn

El Presidente,

GERMAN CORREDOR A,

ACUERDO I7I

IEPSA1.

2. 3. 5. 6.

PROCEDIMIENTO PRUEBA ESTATISMO REGULADORES

ELECTROMECANICOS PLANTAS SALVAJINA - CALIMA - BAJO ANCHICHAYA Conectar la un¡dad a la red y llevarla a su potencia máxima, con lim¡tador de apertura al 100% y ajuste de carga al máximo degistrar la frecuencia de la red, la potencia máxima generada y el ajuste de carga. En los reguladores electromecánicos registrar la posición del actuador' en

los;eguladores electrónicos, registrar el valor del ajuste de velocidad/carga Bajar¡a potencia lentamente a su valor mínimo y desconectar la unidad Abrir ¡nmediatamente el limitador al 1000/0. Registrar el valor de Ia frecuencia de la Unidad, una vez se estabilice Reálizar calculo del estatismo como la diferencia entre la frecuenc¡a a plena carga y la frecuencia alcanzada en vacio sobre la frecuencia en vac¡o, en porcentaje.

PROCEDIMIENTO PRUEBA ESTATISMO REGULADORES DIGITALES

(PLANTA ALTO ANCHICAYA) En el Software del equipo se ajusta el parámetro de estatismo El ajuste en 5 representa una var¡ac¡ón del 5olo de la frecuencia, ante una variación de alabes del 100%. Como la frecuencia del sistema es 60H2, una variación del 5olo corresponde a 3Hz. Cuando la variación es de lHz, la variación de los alabes debe ser del 33.330/o.

1. Variar por software la frecuencia de referencia en 1Hz, desde 60 hasta 61Hz y desde 60 hasta 59H2, en forma escalonada en pasos de .2

Hz, realizando un reg¡stro de la var¡ación de potencia, la variac¡ón de apertura de alabes, frecuenc¡a de la red y var¡ación de la frecuencia de cons¡gna (los registros se van tomando paso a paso a medida que la frecuenc¡a de consigna va variando de 60 a 61Hz y de 60 a 59Hz).

2. Para calcular el estatismo de calcula la d¡ferencia entre el porcentaje

de apertura de alabes con carga con 60Hz y el porcentaje de apertura de alabes con carga a 61H2, por la relación entre el valor de estat¡smo ajustado y el porcentaje de variación de alabes correspondiente a la variación de frécuencia. (Para l Hz corresponde una variación de 33.33%)PROCEDIMIENTO PRUEBA TOMA DE CARGA Para esta prueba se requiere un d¡sposit¡vo que entfegue pulsos constantes.de 3, 6 y I seg., q;e se emplea para dar ordenes iguales al elemento que realiza el ajuste de carga.

1. Conectar la unidad a la red y dejarla con la mínima carga posible

2. Apl¡car un pulso de 3 seg. al motor de ajuste de carga y registrar el valor de potencia que alcanza la Unidad y el tiempo que emplea. 3. ilepetir este paso hasta llevar a la tjnidad a carga nominal registrando los mrsmos valores..

4. Llevar la Unidad a carga nominal y aplicar los pulsos de 3 seg de manera que el motor reciba la orden de bajar potencia. Registrar Ia potenc¡a que alcanza con cada orden y el tiempo que toma en lograr dicho valor'

5. Repet¡r la piueba subiendo y bajando carga, pero con pulsos de 6-seg'

6. Repetir la prueba subiendo y bajando carga , pero con pulsos de 9 seg'EIVPRESA OE :NERGIA OEL FAC]FICO S A E,S.P RESULTADOS PRUEBAS TOMA DE CARCA PLANTA ALTO ANCHICAYA Alto Arch - Unid¡¡l I Alto ADch - Unidnd 2 Alto Anch - Unidad 3EMPRESA DE EÑIRGIA DEL PACIFICO S.A. E.S.P.

RESULTADOS

Salv¡jin¡ - Unided I PRUEBAS TOMA DE CARGA salvajina - Unidad 2 PLANTA SALVAJINA salvajina - Unidrd 3

EPSN EIüPRESA DE ENERGIA DEL PACIFICOS.A. E,S.P

RESULTADOS PRUEBAS DE ESTATISMO

SALVAJINA CALIMA

ALTO ANCH.CHIVORCENTRAL HIDROELECTRICA DE CHIVOR

PROTOCOLO PRUEBA DE ESTATISMO Y DE BANDA MUERTA

(Resolución CREG 023 de 2001) Ob¡etivo: Realizar las pruebas de estat¡smo de las unidades de la Central Chivor que estén en servicio comercial y que presten los serv¡c¡os de AGC y de Regulac¡ón pr¡maria de acuerdo con la reglamentación vigente Definiciones y Reglamentación: Res CREG 025/95 y 023/2001 . Banda Muerta de Operación: Rango de frecuencia' dentro del cual las unidades de generac¡ón no varían automáticamente su potenc¡a. Es la variac¡ón porcentual de la frecuencia por cada unidad de variación porcentual de la carga en un generador' . Estat¡smo: Caracter¡stica técnica de una planta y/o unidad de generac¡ón, que determ¡na la variación porcentual de la frecuencia por cada unidad de var¡ac¡ón porcentual de la carga ' Regulac¡ón Primar¡a: Serv¡c¡o en línea que corresponde a la variación automát¡ca, mediante el gobernador de velocidad, de la potenc¡a

entregada por la un¡dad de generac¡ón como respuesta a camblos de frecuencia en el sistema. Los t¡empos caracter¡sticos de respuesta están entre O y 10 segundos. La variación de carga del generador debe ser sosten¡ble al menos durante los s¡guientes 30 segundos Todas las plantas del s¡stema están en obligac¡ón de operar con el regulador de velocidad en modalidad libre Las plantas del sistema deben garant¡zar su valor de estatismo entregado en el formulario de d¡sponibilidad. Se debe efectuar la prueba de estatismo con una periodicidad mín¡ma de dos (2) años. La prueba está espec¡f¡cada en el Numeral (7.5.2 Prueba de Estat¡smoD. pero para el Gaso de las unidades de Chivor se debe aplicar el procedimiento descrito más adelante.Procedimiento de med¡ción de estatismo para el caso de las unidades de la Central Chivor. Los reguladores de veloc¡dad de las unidades de la Central Ch¡vor son de tipo digital marca Sulzer, modelo DTL595 La prueba de estatismo de d¡chos reguladores se realiza s¡guiendo las recomendaciones del fabr¡cante' como se ind¡ca a cont¡nuac¡ón: La medic¡ón del estat¡smo en reguladores d¡g¡tales Sulzer' se real¡za de la s¡guiente manera: ^ Cond¡ciones iniciales: . Un¡dad sincronizada al SlN. . Banda muerta de la un¡dad desactivada (un¡dad no presta regulac¡ón primaria) . lnformado CND sobre la no prestac¡ón del serv¡c¡o de Regulación

Primaria de la un¡dad a med¡r, debido a la real¡zac¡ón de la prueba . Ajuste de la consigna ¡nicial de frecuenc¡a del regulador de velocidad en 60 Hz . Ajuste en 70% de la potenc¡a nominal para regulación de potencia (Poc). . Ajuste en 70% de apertura para regulación de apertura (OPC) . Equipos de medición y registro conectados.

Procedimiento:

1. Desde el panel de control del regulador de veloc¡dad (Panel Lawer) sedisminuye la cons¡gna de frecuencia en 0.2 Hz El rango a considerar es de 60 Hz a 59 Hz.

2. EI regulador d¡sminuirá la apertura de turbina (limitador de apertura)' tratando de bajar la veloc¡dad de giro de la máqu¡na hasta la nueva frecuenc¡a ajustada en consigna.

3. Deb¡do a que la unidad permanece en s¡ncron¡smo, el efecto será la disminuc¡ón de la potencia de la unidad.

4. Para cada uno de los puntos, se regislra el valor de la apertura de turb¡na en el Panel Lawer y de la frecuencia del SIN en la Sala de control. Se toman para cada punto 1O registros de frecuencia/apertura, separados cada 10 segundos entre si. El valor para cada punto corresponde al promedio de los 10 registros tomados5. También se debe registrar la potenc¡a de la unidad y la frecuencia del SIN mediante el s¡stema de supervisión "Pegasys" que actualmente poseen las un¡dades y que puede tomar registros hasta de I segundo

6. Este proced¡miento se repite, hasta cuando la consigna preestablecida de frecuencia sea ajustada a 59 0 Hz Luego se real¡za la prueba en forma ascendente, comenzando en 59 Hz a 60 Hz o desde 60 Hza6lHz'

7. El cálculo del valor del estat¡smo se realiza mediante la sigu¡ente ecuac¡ón: - l - Frc,ucnLia A = APertura df(1) = col'Ltigna f df(2) =df(l)"" - df(l)sgt dA = A¡,1¡ - Asq z Ul/:, ¿¡¡2.t. ña bD=4' --' 60Hz

8. El valor final de estatismo se calcula del promedio de las mediciones real¡zadas para cada Punto.

Esta metodología perm¡te calcular el estatismo de la un¡dad cuando se encuentra conectada al SlN, lo cual da un resultado acorde con la realidad en la que opera. A manera de ejemplo, a continuac¡ón se muestran algunas med¡c¡ones real¡zadas.MEDICION No I

MEDICION No 2

Proced¡m¡ento para verif¡cación del cumplim¡ento de la banda muerta de las unidades Objetivo: Ver¡ficar el cumplimiento de la banda muerta de las unidades de la Dlanta. Consiqna F A df (1) df(2) dA bp 60.0 59.979 39.2 o.o21 0.192 5.03 6.36% 59.8 59.971 34.17 -0.171 59.8 0.184 5.25 5.84o/o

59.6 59.955 28.92 -0.355 59.6 0.228 6.22 6.11o/o 59.4 59.98 22.7 -0.583 59.4 0.167 4.76 5.85% 59.2 59.95 17 .94 -0.750 59.2 0.211 5.83 6.030/o 59.0 59.96 12.1'l -0.961 Estatismo bp 6.O40/o Cons¡qna f A df Í) df(2) dA bo 60.0 60.04 38.1 -0.040 0.17 5.1 5.53% 59.8 60.01 32.9 -0.2'lo 59.8 0.207 6.1 5.66% 59.6 60.017 26.4 -0.417 59.6 0.203 5.2 6.460/o 59.4 60.02 21 .6 -0.620 59.4 0.1 9 5.35 5.92vo 59.2 60.01 '16.25 -0.810 59.2 0.151 4.14 6.08% 59.0 59.96'l 12.11 -0.961 Estatismo bD 5.93% PROMEDIO DE LAS DOS MEDIC ONES Estat¡smo bp 5.98%Defin¡c¡ón Banda Muerta de Operación: Rango de frecuenc¡a, dentro del cual las unidades de generac¡ón no varían automáticamente su potencla. Ver¡ficac¡ón de parámetros: Verif¡cación de ajuste de la banda muerta (BM)

en 30 mHz exig¡da en la resoluc¡ón CREG 023 de 2001 Transferir la unidad a modo operac¡ón LOCAL-MANUAL Desde el teclado del PANEL LAWER: . Submenú para el ajuste de valores: TECLA F7 (parámetros) ¡ PASSWORD (24) ENTER. . Con flecha abajo buscar "Consigna de potenc¡a" . Con flecha a la derecha buscar "Banda Muerta" . Ver¡f¡car que el valor ajustado sea de 0.030 Hz . Regresar a "Consigna de Potencia" . Con flecha abajo buscar "Consigna de Apertura . . Con flecha derecha buscar "Banda lvluerta" . Ver¡ficar que el valor ajustado sea de 0.030 Hz . ESc (tecla 20). . Transferir unidad a modo REMOTO-AUTOMATICO Nota: Por n¡ngún motivo el valor de banda muerüa debe ser cero (0)

Procedimiento de medida:

1. Ajustada la banda muerta de 0.030 Hz se toman reg¡stros de potenc¡a de lá unidad y de frecuenc¡a del SlN, al menos durante dos horas, usando para ello el reg¡strador Hydra o el sistema de supervis¡ón Pegasys

2. Con los registros tomados se conforma una tabla de resultados y la información se procesa teniendo en cuenta los puntos en donde la frecuencia excurs¡ona por debajo del rango 59 97 Hz o por encima de

60.03 Hz.

3. Se elaboran las curvas correspondientes y se analiza la respuesta de la un¡dad ante var¡aciones de la frecuencia del SIN: Si la frecuencia del SIN

está por debajo, la respuesta de la unidad debe ser a aumentar su potencia de sal¡da. Si la frecuenc¡a del SIN está por encima, la respuesta de la unidad debe ser a disminuir su potencia de salida. S¡ la frecuencia se mantiene dentro del rango 59.97-60.03 Hz la unidad debe mantener su m¡sma Dotencia de salida.

4. Se elabora el reporte que incluya los registros tomados y las gráficas analizadas.En el anexo se adjunta el formato de campo en el que se deben anotar los valores tomados de estatismo y de banda muerta

Preparado por: Fabián Toro B.

Equipo Producción

Chivor S.A. E.S.P.CHMR s.A. E.S.P.

EQUIPO DE PRODUCCION rOnlr¡laro oe nEGISTRO EN CAMPO DE PRUEBAS DE ESTATISMO Y BANDA

MUERTA

CENTRAL: FECHA DE MEDICION:

UNIDAD No.: HORA DE INICIO:

PARAMETROS DE LA UNIDAO

TURBINA TIPO: POTENCIA GENERADA (MW):

cos @:CAUDAL A PLENA CARGA:

CABEZA: TENSION SAIDA (KV):

POTENCIA TURBINA:

R.P,I\4.: SE USAN REGISÍMDORES:

SI:_ NO:-TIPO REGULADOR DE VELOCIDADI

ESTATISMO PROGRAIVIADOI

BANDA ¡,4UERTA PROGMIYADA: E]ECUTOR DE LA PRUEBA: COf{SIGNA f Df (1) df l2) dA bo

60.0 59.8 s9.8

59.6 59.6 59.4 59.4 59.2 59.2 59.0 ESTATISMO ' I rldd Fr'¿fGr¡Iry

MEDICIÓN DE BANDA MUERTA

(db)

DE UNA UNIDAD

(PROTOCOLO) Medellín, octubre 1l de 2001'B\r ¡rb¡ tua&rF¡ry 'Obietivo: Verificar el cumplimiento de la banda muerta de las unidades de una planta. . Definición Banda Muerta de Operación: "Rango de frecuencia, dentro del cual las unidades de generación no varían automáticamente su potencia." (res 023/2001).# ffirg Proced im iento : (continuación) . Elaborar reporte que incluya los regisfos tomados y las gráficas analizadas. (Tener en cuenta la documentación del cND sobre el formato) R.gt¡l& Blr¡ir Ewrto Ago.to 2é2¡01 B:n lúó 6;65áE668á66::'¿6 :l:!"--a:PfR^di:i4 l.¡ t,-t"-"- ,¡--,g "g" Á'l'llfGd]¡ñ¡sCnF Procedimiento: . Instalar el equipo de adquisición de datos. Tomar registros de potencia de la unidad a verificar y de frecuencia del SlN, al menos durante dos horas. Elaborar gráficas de potencia, frecuencia y rango de banda muerta a partir de los datos obtenidos. Analizar la respuesta de la unidad ante variaciones de frecuencia del SlN. - Si la frecuencia del SIN está por debajo de la banda

muerta. Ia resDuesta de la unidad debe tender a aumentar su potencia de salida. Si la frecuencia del SIN está por encima de la banda muerta, la respuesta de la unidad debe tender a d¡sminuir su potenc¡a- - Si la frecuencia se mantiene dentro del rango 60 + - db la unidad debe mantener su misma potencia.Verificación de Banda Muerta: (continuación) Representación esquemática de la metodología de reeistro. PR¡CISI DT RIGISTR¡ II PITTNCIA Y IRIIUENCIAInr ¡ú qrlfctrrFry Requerimientos: Unidad conectada al SlN. La generación de la unidad debe estar entre su mínimo técn¡co y el máximo de operación. ( se recomienda 50% de la capacidad nom¡nal). Parámetros de ajuste de bp y de db conocidos (unidad ajustada) y verificada su prestación de servic¡o de regulación primaria. Registrador de potencia y frecuencia con tiempo de muestreo entre 1 y 10 segundos y con memorla para almacenar datos de al menos 2 horas. Computador.

Metodología: Ver¡ficac¡ón de ajustes Conexión del registrador potenc¡a - frecuencia Monitoreo de la unidad conectada al SIN Ver¡ficación del comportamiento de la respuesta de la unidad . Anál¡s¡s de las excurs¡ones de la frecuenc¡a por fuera de la banda muertaüilt/[n 3g#bcd&rfrt Análisis gráfico del concePto de Banda Muerta: &guleclón Pim¡ia Evento Abril 15 é aM 04:$ ltr¿8

E¿:iE$l3güiE;ü;á:;áli;a;l;gBg E x i ¿ é 3 s s ¿ a 3 a 3 ¿ 3 E 3 a 3 Ea 3 3 3 aE a ¿ a l-tp:ü-L¡-Lc':- o¡t -o¡l ¡¡r ¡¡zlURRAI. INTRODUCCION La Central Hidroeléctrica URRA I, cuenta con 4 turbinas Francis de potencia nominal 851\¡VA, controladas a través de un regulador electrohidráulico tipo )TP - 100 - 12 de fabicaciÓn Rusa. Para dar alcance a los parámetros exigidos por las resoluciones de la CREG que regulan la mateía, durante las pruebas previas a la operación comercial de la Central' se establecieron los parámetros del regulador de velocidad que a continuaciÓn se relac¡onan: Estos parámetros fueron declarados al CND previo a la entrada en operación comercial de las Unidades. A continuac¡ón presentamos un procedimiento detallado para la realización de pruebas de estatismo y banda muerta en las unidades de generación de la Central IEEE DESCRIPCION Tn 0 Constante de liempo de aceleración (seg.). Tdl Td1 I constanre de tiernpo (máqu'na en vacio) (seg ) rd2 rd2 6 aonstanle de r|empo (máquina con carga ) (seg.) Ti Ty 0,02 Constante de tiempo de integración del controlador de frecuencia (seq,). Ty 0,2 Constante de tiempo del servomotor plincipal (seg.). bov 0p 6 Caida estática del controlador de velocidad (0/d 0-10 0/o

b11 bt1 80 Caida transitoria del conirolador de velocidad (%). 0-1000/0 b12 bt2 40 Caida transitona del controlador de velocidad (%). 0'100% a Coeflciente dif erencial. s p 0oerador Laplace DFe Ganancia de Frecuencia, Fo ^0 Consiqna de velocidad. Ganancia ooslción del servomotor pincipal. Ganancia del correclor de frecuencia. Consiona de ooienc¡a . lppco GB Posición del interuptor para la señal de enirada frecuencia eléctrica / velocidad. 30 Banda muerta (mHz).II. PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR PRUEBAS DE ESTATISMO '1. Coordinar con el CND el inicio de las pruebas de mediciÓn de estatismo en las unidades de generación.

2. Sincronizar la unidad con un valor P>70% P¡or¡, con el limitadorde apertura al 10070

3. Colocar la unidad en modo local - manual.

4. Colocar el electroactuador del regulador de velocidad en posición manual

5. Desconectar el borne 87 en el sistema de control del regulador (plano 2230525t3)

6. Desconectar el borne 22 en el sistema de control de consigna y conectarlo al borne 44, para mantener constante la consigna de operaciÓn.

7. Con el limitador de apertura lentamenie bajar la carga hasta P.1MW.

8. Simular el cierre del interruptor de unidad, colocando un puente entre los puntos 97 y 81 en el sistema de control del regulador de velocidad (plano 223052513).

L Desconeclar la unidad del sistema, abriendo el interuptor U1-0 '10, AbriI el limitador de apertula del distribuidor al 1000/0

11. Tomar lecturas de sobrevelocidad como variación de frecuencia I en el tablero de control de unidad,

12. Registrar los parámetros de frecuencia y potencia obtenidos '13. Realizar cálculos de estatismo según los paIámetros obten¡dos

14. Esta prueba se realizara durante un periodo horario de generaciÓnIII. PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR PRUEBAS DE BANDA MUERTA

1. Avisar al CND del inicio de las pruebas de medición de banda muerta en las unidades de generac¡ón.

2. Sincronizar la unidad con un valor P>70./oPnom, con el limitadol de apertura al 100%

3. Colocar la unidad en modo local-manual

4. Colocar el electroactuador del regulador de velocidad en posición manual

5. Con el limitador de apertufa mantener la unidad con un valor lio de potencia

6. Desconectar el generador Pl\4G de los bolnes 1 y 2 en el sistema de control del regulador de velocidad (plano 2230525t3)

7. Colocar una fuente de invección de frecuencia en los bornes 1 y 2 anteriormente mencl0na00s.

L Calibrar la fuente con una frecuencia de 50 Hz, correspondienie a 120 rpm del genefador. L Lentamente comenzar a liberar el Limitador de apedura de la unidad hasta llegar al 100%.

10. Estando la unidad sincronizada variar el valor de irecue¡cia de salida de la fuente

hacia ariba (50 + Al )Hz y hacla bajo (50 - A/ )Hz y registrar la señaleléctrica de salida delsistema de conholdel regulador hacia el sistema oleohidráulico

11. Detectar el punto donde con frecuencia I = (50 t A/ )Hz, se produzca una variación en los parámetros de salida del sister¡a de control del regulador de velocidad.

NOTA: Si la anterior prueba no es posible, se deberá realizar una variación de potencia en la otras unidades de la Central sincronizadas al sistema y tomar los registros plogramando un dispafo ( trigge0 para capturar las señales de va ación de potencia cuando la frecuencia delsisiema salga de los limites de la banda muerta.