CNO - Acuerdo 747 de 2015

CONSEJO NACIONAL DE OPERACION cNo

ACUERDO No. 747

MaYo 7 de 2015 Por el cual se aprueban los protocolos para la medición de estatlsmo y banda muerta de las unidades y plantas de generación El consejo Nacional de Operación en uso de sus facultades legales, en especlal fas conferidas en el Artículo 36 de la Ley L43 de 1994, el Anexo general de la Resoluc¡ón CREG 025 de 1995, su Reglamento Interno y según lo definido en la reunión 437 del7 de mayo de 2015 y,

CONSIDERANDO:

1. Que de acuerdo al artículo tercero de la Resolución CREG 023 de 2001: "Las un¡dades y plantas del S¡stema deben garant¡zar el valor de estat¡smo declarado al Centro Nac¡onal de Despacho (CND). Se debe efectuar la prueba de estat¡smo espec¡f¡cada en el Numeral 7'5.2 Prueba de Estat¡smo con la per¡odicidad establec¡da y proced¡m¡entos establecidos por el CNO "

2. Que de acuerdo al parágrafo del artículo tercero de la Resolución CREG 023 de 2001, dentro de los doce meses s¡guientes a la entrada en vigenc¡a de Ia Resolución en mención, todas las plantas y unidades despachadas centralmente debieron efectuar una prueba de los parámetros relacionados con el servicio de regulación primaria de fTecuencia.

3. Que mediante el Acuerdo 495 de 2010 se aprobó la adopción de protocolos generales para realizar las pruebas de estatismo y banda muerta de las

unidades y/o plantas del S¡stema Interconectado Nacional.

4. Que mediante el Acuerdo 738 del 5 de marzo de 2015 se adoptó un nuevo Reglamento Interno del Consejo Nacional de operac¡ón, en el que se estableció un; nueva estructura organizac¡onal, que incluye una estructura de operación y una estructura de apoyo.

5. Que en la estructura de operación se creó el Subcomité de Controles que tiene entre otras, la función de "Realizar segu¡miento al cumplim¡ento de los Acuerdos asociados a los controles del SIN."

6. Que el Comité de Operación recomendó en su Teunión No. 258 del 30 de abril de 2015 la exDedición del presente acuerdo.

ACUERDA: PRIMERO: Aprobar los protocolos para la medición de estatismo y banda muerta en las plantas y/o unidades de generaclón conectadas al SIN, que se adjuntan en el Anexo que hace parte integral del presente Acuerdo,

ACUERDO 747

1CONSEJO NACIONAL DE OPERACION CNO SEGUNDo: Las plantas y/o unidades de generaclón deberán acogerse a uno cualquiera de los protocolos aprobados med¡ante este Acuerdo. En el caso de que una planta y/o unidad de generación no lo pueda hacer por restricclones técn¡cas, deberá presentaT para concepto favorable del Subcomité de Controles un nuevo protocolo de pruebas. Previo análisls y recomendación del Comité de Operación, el Consejo Nac¡onal de Operación expedirá un Acuerdo por el cual se apruebe el nuevo protocolo de medlción de estatismo y banda muerta y se adic¡one al Anexo de protocolos

de¡ presente Acuerdo.

TERCERO: Para efectos de la realización de los cálculos para cumplir con las pruebas de estat¡smo y banda muerta se autoTiza la util¡zación de los reg¡stros de eventos de frecuencia ocurridos durante la operac¡ón de las unldades y/o plantas en el año inmediatamente anterior a la fecha de realizaclón de la prueDa. cuÁRTor El presente Acuerdo rige a part¡r de la fecha de su expediclón y sust¡tuye el Acuerdo 495 de 2010.

La Presidente, El Secretario Técnico, &-

DIANA M. JI RODRlGUEZ

J"

ACUERDO 747

2CONSEJO NACIONAL DE OPERACION

CNO . INDICE ANEXO - Protocolo A: Protocolo para prueba de estatismo permanente . Protocolo B: Protocolo para prueba de estatismo y banda muerta mediante el reglstro de frecuencla-potenc¡a durante eventos reales del sistema. . Protocolo C: Protocolo para prueba de estatismo y banda muerta . Plotocolo D: Protocolo Dara Drueba de estat¡smo y banda muerta

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CNO ANEXO

PROTOCOLO A

PRUEBA DE ESTATISMO PERMANENfE

I. OBJETO Documentar el procedimiento general para la verif¡cac¡óñ del parámetro de estatismo permanente de las unidades de generación de energia.

2. ALCANCE Este proced¡m¡ento se real¡zara en las unidades de generación del S¡stema Intercónectado Nacional que puedan medir la señal de velocidad por ¡ntermed¡o de los

Pt s.

3. DEFINICIONES curva característ¡ca de regulac¡ón de velocidad: curva que ¡ndica la relac¡ón entre el valorde frecuencia yel valorde potencia de salida del generador' Estatismo permanentet Pendiente de la curva característica de regulación de veloc¡dad en el punto considerado.

4. GENERALIDADES 4,1 Antecedentes La realización de esta prueba en un¡dades de generación donde el aumento o disminución de potenc¡a se realiza solo aumentando o disminuyendo el Setpo¡nt de potencia requiere que se realicen modificaciones en el software o en el cableado de lo5 reguladores de turbina lo que hace la prueba algo compleja.

La IEC 308/70 Internat¡onal code for test¡ng of Speed governing systems for hydrau¡¡c turb¡nes, recomienda una prueba para la medición del estatismo permanente que se adapta meior al t¡po de reguladores turb¡na real¡mentados por Pt s. 4.2 Procedim¡ento La prueba recomendada por la IEC 308/70, en general, consiste en: 1. conectar la unidad generadora al SIN

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4CONSEJO NACIONAL DE OPERACION cNo

2. Conmutar a una señal independ¡ente, equivalente de velocidad (para conmutar sin oscilaciones), el d¡spositivo de medic¡ón de velocidad lGenerador externo).

SEÑAL lndependient

3. Realizar la curva caracteristica de regulac¡ón de velocidad. se deben obtener mín¡mo 5 reg¡stros de frecuencia ¡nyectada contra pot€ncia de sal¡da del generador, luego que se establecen

condiciones de equ¡l¡br¡o para cada camb¡o de frecuenc¡a. En lo posible se debe cubrir el rango de operac¡ón de potencia de la unidad, La sigLtiente gráfica ilustra una curva caracteristica obtenida en una prueba realizada en una un¡dad generadora de una potencia nominal de 45 l4W y un estatismo permanente del 5olo,

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5CONSEJO NACIONAL DE OPERACION

CNO Frecuencia vs Potencia . F¡ecuencia Potencia . 59.25 .59. 54.5 .54. 57,7 5 LL.2 15.1 4.al 22.4 5.14 29.7 5.r.4 33.7 4.69 . 57 44,5 5,O7 Estatis¡no Permanente 4,97

5. EQUIPO REQUERIDO Generador de frecuenc¡a externo (prefer¡blemente equipo patrón de buenas características).

Software de adquisic¡ón de datos en tiempo real ó equ¡po portátil conf¡gurable para graflcar variables (Frecuencia y Potencia),

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CNO

PROTOCOLO B

"PROCEDIMIENTO PARA PRUEBAS DE ESTATISMO Y BANDA MIJERTA

MEDIANTE EL REGISTRO DE FRECUENCIA-POTENCIA DURANTE EVENTOS

REALES DEL SISTEMA"

METODO 1. REGISTROS DURANTE UN EVENTO REAL INTRODUCCIóN Se presenta de manera detallada el procedirniento para real¡zar la prueba de Estat¡smo

de cualquier planta de generación. Se presenta una metodología basada en la medición de veloc¡dad y potencia activa de la máqu¡na durante un evento real de variación de frecuencia. Definic¡ones Se presentan algLrnas definiciones básicas para i¡ustrar claramente el proced¡miento de las pruebas. Estas defin¡ciones están basadas en la resoluc¡ón CREG 023-2001. Var¡aciones de Frecuencia en la Red La frecuenc¡a de la red en colombia es de 60 ciclos. En cond¡ciones normales de operación esta frecuencia es estable y no presenta variaciones ¡mportantes, aproximadamente de 0.1-0.2 Hz durante variaciones normales de carga, Para que Ia frecuencia de la red permanezca estable, se requiere un equi¡ibrio entre la poteñcia eléctrica generada y la consumida. Cuando se presenta un desequilibrio, se presenta una variación en la frecuencia. Entre mayor sea el desequilibrio, mayor será la var¡ación de frecuencia, Durante variac¡ones normales de la carga, el despacho del CND garantiza el equilibrio entre la demanda y la generación. Los generadores reguladores se encargan de asumir las diferencias entre la demanda est¡mada y la real. En estas cond¡ciones de operación las variaciones de frecuencia son mínimas y las unidades de generac¡ón operan con la carga despachada. Cuando se producen grandes desconexiones en la frecuencia son mayores, por ejemplo ñr:wó.I:á ¡al Áwanr^ Regulación Primaria

de cargas o generadores, las variaciones 7.o - 2,O Hz o mas, deDendiendo de la Bajo estas condiciones "anormales" de operación, el generador o los generadores reguladores no están en capacidad de restituir el desequ¡librio inmed¡atamente y es necesario que todos los generadores del sistema interconectado modifiquen en un porcentaje la generación de potencia para garantizar la estabilidad del sistema. Esta modificación de la generac¡ón de potencia para restituir la frecuencia del sistema al valor nominal, se denomina regulación pr¡mar¡a de frecuenc¡a. En la regulación primaria no hay de por med¡o participac¡ón humana para regular el sistema.

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7CONSEJO NACIONAL DE OPERACION CNO Al mismo tiempo, los nodos reguladores modif¡carán, hasta donde puedan, la potencia generada para restituir el equilibrio de generación - consumo y garantizar el despacho Si ese equil¡brio no es posibler se realiza Lln redespacho de generación. A continuación se transcribe la definición de regulación primaria presentada en la resofuc¡ón CREG 023 2001,la cual modifica la resoluc¡ón CREG 025-95: Regulación Primafid! Serv¡c¡o en línea qúe corresponde a la var¡ac¡ón automátíca, med¡ante el gobernador de veloc¡dad, de la potenc¡a entregada por la un¡dad de generac¡ón como respuesta a camb¡os de frecuencía en el s¡stema. Los t¡empos caracterist¡cos de respuesta están entre 0 y 10

segundos. La var¡acíón de carga del generador debe ser sostenible al menos durcnte los s¡guientes 30 segundos. Regulación Secundar¡a Ese redesoacho puede ser automático o manual. Cuando es automático, de manera remota se interviene el regulador de velocidad para ¡ncrementar o reducir la potenc¡a de los generadores. De manera manual, se envía un redespacho para modificar la poténcia a generar. Estas acciones que no son inmediatas al evento trans¡tor¡o y qÚe cambian ¡os ajustes de potencia generada se denom¡na Regulación Secundaria' Se puede concluir que la regulación Primar¡a opera durante el evento transitorio y t¡ene como propósito garantizar la estab¡lidad del sistema interconectado La regulación secundaria opera posteriormente y tiene como propósito equilibrar el despacho y dejar el s¡stema en condic¡ones mas estables y seguras de operación Banda Muerta de operac¡ón Es un valor de frecuencia donde no 5e hace corrección de la potencia generada, es decir, las variaciones de potencia en ese rango no act¡van la regulación pr¡mar¡a de los generadores. Para Colombia esa banda muerta es de tr 0 03 Hz Eso signif¡ca que entre 59.97 y 60.03 Hz no hay regulación pr¡maria Definición presentada en la Resoluc¡ón cREG 023-2001: Banda Muerta de Opeñción: Rango de frccuenc¡a, dentro del cual las un¡dades de generación no varian automát¡cañente su potenc¡a.

En el segundo párrafo del Artículo CuarLo de la m¡sma Resolución se indica que: Para una adecuada cal¡dad de la frecuenc¡a, las unidades generadoras deberán tener una Eanda Muerta de respuesta a los cambíos de frccuenc¡a menor o ¡gual a 30 mHz, Este valor podrá ser rcvaluado por el CND cuando lo cons¡dere conven¡ente. Estat¡smo Et estatismo es la relación entre la variación de frecuencia y la potencia corregida en la unidad de generación, Entre mayor sea la desviac¡ón de frecuencia, mayor debe serla potencia corregida en la un¡dad de generación El valor de estatismo que deben tener las unidades de generación en Colombia debe estar entre el 40lo y el 6010 La fórmula del estatismo es la siguiente:

ACUERDO 747

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CNO LFrccuencíafHzl .^,. Frecuencia Nominatl Hzl.". , Lstattsnol"ól- ..nt l"/olN'olenctal Mn I iicncia Nominall lllll Definic¡ón presentada en la Resolución cREG 023-2001: Estatisrnot Característ¡ca técn¡ca de una planta y/o un¡dad de generac¡ón, que determína la varíac¡ón porcentual de la frecuenc¡a por cada unídad ale var¡ac¡ón porcentual de la carga. En el segundo párrafo del Artículo Cuarto de la misma Resolución se indica que: El Estat¡smo de las ún¡dades generadoras despachadas centralmente debe

ser un valor entre el 4o/o y el 60/0, el cual deberá ser declarado por el . agente al CND. Función de regulación pr¡maria La func¡ón de regulación pr¡maria para la planta de TERI4OEMCALI se presenta gráficamente en la F¡gura No. 1, Se puede observar que la curua está coñpuesta por una banda muerta v dos Dend¡entes asociadas con el estatismo. En la planta de TERMOE|4CALI se seleccionó un estatismo del 5olo. Este valor determina las pend¡entes de las rectas de la gráfica presentada. AnalÍt¡camente .se calcularon las pendientes y los cruces con los ejes. La corrección de potencia act¡va debe limitarse para evitar un disparo por sobrecarga cúando se está generando eñ carga base, Esta potenc¡a se ¡im¡tó a 17 lvlw, lo cual corresponde al 70lo de la Dotencia nominal del c¡clo comb¡nado de TERMOEMCALI. En la Ecuación P lvlwl es la potenc¡a act¡va a correg¡r, f [Hz] es la frecuenc;a de la red. Las ecuaciones de Regulación Primaria para la Planta de TERMOEMCALI son las si9uientesi PIIll4/\ =r7.2 MW P[Mr l= - f x 52.13 + 3 126.44 Mll/ PÍtrMl= 0 PIMWI= -f x52.13 +3t29.56 Mn PIMWI= t'7.2Mrrr

paru f <59.64 Hz para 59 .64 < f < 59 .9'7 Hz para 59.97 < f <60.03H2 para 60.36> f > 60.03 Hz paru f >60.36H2 Prueba de Estatismo La prueba estatismo tiene como propósito verificar la corrección de potenc¡a de la Turbina de Combustión ante las variaciones de frecuenc¡a en la red. La función de Regulación Pr¡maria de Frecuencia en la Turbina de Combust¡ón se real¡za por medio de un algoritmo de control programado en el WDPF, El WDPF es un S¡stema de Control Distribuido que contro¡a y regula toda la planta.

ACUERDO 747

9CONSEJO NACIONAL DE OPERACION CNO EI algoritmo tiene programada la curva de regulac¡ón que se presentó anter¡ormente. Permanentemente se reg¡stra la velocidad de la máquina, la cual es proporcional a la frecuenc¡a de la red. 3600 r,p.m equivalen a 60 Hz. Cuando la frecuenc¡a sale del rango de banda muerta, es decir, entre 59.97 y 60.03 Hz, el algoritmo calcula la potenc¡a que debe corregir. Por ejemplo, si la máqu¡na esta rodando a lto ¡4W y se presenta una caida de frecuenc¡a hasta 59.7 Hz, la corrección de potencia activa será: PlMrt/l= 59.7 >< 52.13 +3r26.44lMvl PIMI4.] = t4.08MW

Por lo tanto, ¡a nueva potencia activa que generaría la máquina sería de 124.08 ¡4W. ¡4ientras la frecuencia del sistema permanezca ert 59.7 Hz, la potencia será co¡regida en 14.08 MW. Para verif¡car el estatismo de la máqu¡na, se reg¡straran tanto la Velocidad de la Turbina como la Potencia Activa Generada durante un evento importante de var¡ac¡ón de Frecuencia. i! : E ¿ lllzl 62,00 .52,13 m lMwl 17,2 "11,2 -17,2 F¡guTa No. 1, FUNCIóN DE REGULACIóN PRIMARIA DE FRECUENCIA procedimiento parc la medición del estatismo A contjnuac¡ón se presenta un procedimiento detallado de la prueba. parámetros a reg¡strar Se registrarán los sigu¡entes parámetros: 1, Frecuencia de ¡a red o velocidad de la máquina.

2. Potencia Activa a la Salida del cenerador.

En el protocolo de pruebas que se adjunta, se indican las características del generador y del equipo de registro empleado para la prueba. 747 10

ACUERDOCONSEJO NACIONAL DE OPERACION

CNO Per¡odo de Pruebas Se propone como período de pruebas un mes. Durante ese periodo se anal¡zarán todos los eventos de frecuencia y para los eventos mas importantes, se elaborará un protocolo de prueba. Cálculo de los valores teóricos de potenc¡a En ta siguiente Tabla se presentan los valores teóricos de potenc¡a activa dependien-do

de la variación de frecuencia simulada. Se ha est¡mado que para la prueba, la potencia generada en la turbina de combustión sea de 110 MW. u lac¡on para BaIa Frecuencra lHzl P+ tMW] fMWI lMwl 59.50 17,20 110,00 127 ,20 77,2O 110,00 127 ,2O 59,60 77.20 110,00 t27,2O 59,64 17 ,20 110,00 727 t2O 16,68 110.00 726.64 59 t70 14,08 110,00 724,O4 59,7 5 lt,47 110,00 721,47 59,80 B,B6 110.00 118.86 59,85 6,26 110,00 59.90 110,00 59.95 t.o4 110,00 111,04 59,97 0,00 110,00 110,00 60,00 0,00 110,00 110,00 Reoulac¡ón Dara Alta Frecuenc¡autacton Dara a irecu tHzl fMwl tMwl fMwl 60,00 0,00 110,00 110,00 60,03 0,00 110,00 110,00 60,05 -1,O4 110,00 108,96 60,10 110,00 60,15 -6,26 110,00 103,7 4 60,20 -8,86 110,00 101,14 60,25 110,00 60,30 -t4,o8 110,00 60,35 -16,68 110,00 93,32

60.36 -77,2O 110,00 92,80 60,40 -77 ,20 110,00 92,80 60,45 -17,20 110,00 92,80 60,50 -17,20 110,00 92,80 o P+ [MW] es la potenc¡a Activa corregida. Po IMWI es el ajuste original de Potencia Activa P Total [Mw] es la Potencia Activa que debe entregar la méquina durante las variaciones de frecuencia simuladas, Estos cálculos están basados en el algoritmo A011X092. El reg¡stro de este algor¡tmo se presenta a continuación.

ACUERDO 747

11CONSEJO NACIONAL DE OPERACION CNO XFCTGEN/ 2, NAI'.ÍE = \A011X092\, TUNABLE = YES, 'GAIN: '= 1.00000, 'BIAS: '- 0.00000, 'SCALE TOP:' = 17.2O4O, 'SCALE BOT:' = -17,2040, 'TRK RATE: '= 2.50000, 'BREAKPTS:'= 6, 'X-COORD-1:' = 3420.O0, 'Y-COORD-1:' = L7.2040, 'X-COORD-2r' = 3398.40, 'Y-COORD-2:' = 17,2040, 'X-COORD-3:' = 3598.20, 'Y-COORD-3:' = 0.00000, 'X-COORD-4:' = 3601,80, 'Y-COORD-4:'= 0.00000, 'X-COORD-5i' = 3621.60,

.'Y-COORD-s:'= -17.2040, 'X-COORD-6r' = 3780,00, 'Y-COORD-6:' = -77.2040, 'X-COORD-7i' = 0.00000, 'Y-COORD-7:'= 0.00000, 'X-COORD-8:' = 0.00000,

'Y-COORD-B:'= 0.00000,

'X-COORD-g:'= 0.00000, 'Y-COORD-g:'= 0.00000, x,cAs: ,= usE3925S\,'TRACK IN: '= \U011X094\.x'MODE INr '= \N011X094\.x'OUTPUTT' =\O011X092\,'CMODE OUT:' = \M011X092\,'TRACK OUT:' = \T011X092\ Medic¡ón del Estat¡smo Definido el estatismo como se hizo anter¡ormente, se realizarán cálculos del estatismo con base en los registros obtenidos, En el protocolo adjunto se presenta un ejemplo de prueba con las ecuaciones que se deben aplicar para calcular el estat¡smo. Reg¡stradores Para realizar esta prueba se requiere de un registrador que esté en capacidad de almacenar información cuando la frecuencia varíe dentro de unos rangos Predeterminados. En la planta se cuenta con la pos¡bilidad de tomar registros a través del WDPF con un t¡empo de muestreo de un segundo y a través del Re¡é de Protección de Generador BECKWITH, el cual captura formas de onda pero solo durante algunos ciclos Si se desea obtener registros de mayor resolución y durante un período mayor de

tiempo, se puede emplear el registrador de fallas de Guachal, pero hay que tener en cuenta que este registra la potencia Activa neta de toda la planta Otra opción es instalar un equ¡po de registro el mes seleccionado para las pruebas, Las características de los registradores a emplear serían las sigu¡entes:

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72CONSEJO NACIONAL DE OPERACION CNO - Período de muestreo: 100 ms máximo. - Precisión: 5olo máximo. La precis¡ón no es un factor crítico, ya que el cálculo de estatismo se realiza sobre variac¡ones de los parámetros registrados y no sobre valorcs exactos. Resultados y Conclusiones Los resultados de las pruebas y los registros se tabularán y se graficarán tal como se presenta en el protocolo anexo, Finalmente se concluirá si el estatismo de la unidad es adecuado.

ACUERDO 747CONSEJO NACIONAL DE OPERACION

CNO

PROTOCOLO C

PROTOCOLO PRUEBA DE ESTAT¡SMO Y BANDA UERTA

1. INTRODUCCION La resoluc¡ón CREG-023/2001 establece la obligator¡edad de realizar las pruebas dé estat¡smo en las plantas del SIN. Debido a que no se tenía un proced¡m¡ento claro pára realizar estas pruebas se h¡cieron las consultas con los fabricantes, perc ellos no reportaron ningÚn procedimiento hasta la fecha, Debido a lo anterior, se diseñó un proced¡m¡ento para real¡zar dichas pruebas y es así como el 30 de agosto de 2001 se real¡zaron pruebas de estat¡smo de las un¡dades 1y

2 de la planta Termoguaj¡rar de acuerdo con el procedimiento descrito mas adelante.

2. REGULACIóN PRIMARIA Servic¡o en línea que corresponde a la variación automática, med¡ante el gobernador de velocidad, de la potencia entregada por la unidad de generación como respuesta a los cambios de frecuencia en el sistema,

3. BANDA MUERTA DE LA REGULACIóN PRIMARIA Algunas unidades de generac¡ón pueden tener una banda muerta del regulador de velocidad, es dec¡r, es Lrna banda de frecuencia determinada por debajo de la cual el regulador de velocidád no actúa, es decir, no hay variaciones de potenc¡a frente a variaciones de frecuencia, Para el caso de las unidades de Termoguajira e¡ ajuste actual de banda muerta es ¡ 50 mHz.

4. ESTATISMO Las unidades de Termoguaj¡ra fueron ajustadas en el sistema de control del regulador de vefocidad de acuerdo con una curva No. ! del 4o/o para el gobernador.

CURVA No. 1 - (Ajuste del gobernador de turb¡na 4olo)

' CONTROL OIL SETTING CURVE

3900 3850 3800 3750 3700 3650 É 3600 3550 3500 3450 3400 2.1 2.2 2.3 2.4 lmpeller O¡l Press (Kg/cmz) 3.5 3r o ! -- o t.s 1

ACUERDO 747

t4CONSEJO NACIONAL DE OPERACION

CNO

DESCRIPCION DEL PROCEDIN4IENTO

Características técn¡cas de las unidades: Potencia nominal: 160 IYw Velocidad nominal 3600 rpm Frecuencia nominal: 60 Hz Tens¡ón nominali 13,8 Kv Tipo de turbina: I4ITSUBISHI EouiDos util¡zados Anal¡zador de redes CIRCUTOR AR.5 Softwa re ANALIZER Multímetro digital Comoutador oortátil. Descripc¡ón del regulador de veloc¡dad. Los controles de velocidad y var¡ación de carga de turbina operan hidráulicamente. Los servomotores (mecanismos de accionamiento de las válvulas), se posic¡onan por cualquiera de los s¡guientes d¡spositivos: gobernador pr¡ncipal, l¡mitador de carga, convert¡dor electro hidráulico y el gobernador auxil¡ar. Para controlar la adm¡sión de vapor y turbina, el disposit¡vo de menor presión de aceite ejerce el control. La respuesta de las unidades es netamente mecánica gobernada por la presión de la bomba princ¡pal de aceite acoplada al eje de turb¡na, En cond¡ciones normales de operación, el control de velocidad de turbina actua como camb¡ador de carga con la frecuencia del sistema. El control se ejecuta a través del convertidor electro hidráulico (EH), por lo tanto, cúalqúier perturbación en lá frecuencia se traduce en var¡ación de carga para rnantener la velocidad de turb¡na en los rangos de 3597 rpm (59.95 Hz) a 3603 rpm (60,05 Hz), Fuera de este rango la

unidad var¡a carga de acuerdo con el droop ajustado del 4olo. El convert¡dor electro h¡dráulico a su vez se controla a través del control d¡qital directo

(DDC) DIASYS-UP.

Las unidades de Termoguajira por djseño se deben ajustar a un limite máximo del 6vo de 3600 rpm de velocidad nominal, es decir que el lim¡te superior es de 3816 rpm (+6010) y el limite inferior es de 3384 rpm (-6010). Actualmente los ajustes están asi i el l¡mite superior es de 3820 rpm y el limite inferior es de 3374 rpm, Para velocjdades fuera de estos rangos actuán los dispositivos de seguridad (DUMP VALVE) y protección, quedando la unidad en posición de no carga. Pruebas de regulación pr¡mar¡a Esta prueba tiene como objeto verificar la corrección de potenc¡a de las unidades ante las variac¡ones de frecuenc¡a de la red La función de regulación primaria de frecuencia se realiza por medio de un algor¡tmo de control que tiene programada la curva de regulación y permanentemente regjstra la veloc¡dad de la unidad, la cual es proporcional a la frecuenc¡a de la red (3600 rpm) 747ACUERDOCONSEJO NACIONAL DE OPERACION CNO que equ¡vale a 60 Hz, cuando la frecuencia se sale del rango de banda muerta E 50 mHz, el algoritmo calcula la potencia que debe corregir y actúa el regulador de velocidad generando la unidad un nuevo valor de potenc¡a activa. Se varió la carga simp¡emente variando ¡a referenc¡a de veloc¡dad en el d¡agrama de

control d¡gital de turbina por encima de 3604 rpm y en el rango ¡nferior debajo de 3597 rpm, y se observó la respuesta de carga para cada referenc¡a de velocidad ajustada. El estat¡smo esperado para estas unidades es del 4.4olo. Para las variac¡ones de la referencia de la velocidad en el daagrama de control digital de turb¡na dentro del rango de banda muerta (¡ 3 rpm) no se presentaron variac¡ones de potenc¡a en las un¡dades. Se conectó el anal¡zador de redes en puntos de medidas en bajo voltaje y de corriente, en bornes del generador de cada un¡dad para tomar reg¡stros de la potenc¡a entregada Dor la un¡dad. Paralelamente se tomaron lecturas de potenc¡a y la frecuencia, las cuales se monitorearon con el s¡stema de la planta. Se real¡zaron pruebas en cada un¡dad para obtener la curva de estat¡smo en una carga de 126 ¡4w, para d¡ferentes puntos de frecuencia, En el control de las unidades se mod¡f¡có la referencia de 3600 rpm obteniéndose la siguientes gráficasi 130000 121440 125000 :- 12250D 120000 117500 17 05 17 10 ¡0lhu Aug 2001 Act I3010812001 l7:05:321 Act 124 ó83 (k¡¡¡) 30 Thu Aug 2001

Act: [30/03/2001 l5:45:00] Arr 107433 (k\1') De los datos obten¡dos de ¡f y trP

11 15

Fecha de a n¡restra D.!d¿ r [30/08/200] l?:05 321 Mtc r 130351(kV¡) Feclra de la muestra D 4de : 130/08/2001 1545:001 Már'139ó02 "ikn) se calcula el valor real del 17 2A 17:25 lldrá [30/08/2001 1? 25]121 Mrn 116237 Gv) E¡,h : [30i 08/2001 1ó:4248] Mn: 0 GqD estatismo de la un¡dad. GUJ02.A5M (Pot. Activa: Fase III +)

ACUERDO 747CONSEJO NACIONAL DE OPERACION

CNO ,=[2r,oo '7P, Donde S : estatismo trF=Fo - Ff Fo : Valor de ve¡ocidad de la unidad (frecuencia del s¡stema) antes de var¡ar la referencia de la frecuencia = 60 Hz Ff I Valor de velocidad de la unidad (en frecuencia) después de var¡ar la referenc¡a de la frecuencia, Fn r_Frecuenc¡a nomlnal = 60 Hz trP=Po - Pn Po I Valor de la potenc¡a de la un¡dad en el m¡smo instante t en el que se tomó el valor de Fo. Pf I Valor hasta el cual llega la potencia por corrección, dado en un instante t+1. Pn iPotenc¡a nominal de la unidad Esta metodología nos permitió calcular el estat¡smo de cada un¡dad cuanoo se

encuentra conectada al SIN, con lo cual obtuvimos un resultado acorde con la realidad en la que las un¡dades de Termoguaj¡ra operan, Con base en la informac¡ón obtenida de las pruebas de campo que se ef€ctuaron a las unidades y su poster¡or evaluac¡ón, se fundamenta el cumplim¡ento de la prestación efect¡va del Servicio de Regulac¡ón Pr¡maria de Frecuencia de la Planta Termoguaj¡ra acorde con lo establec¡do Dor la resoluc¡ón CREG 023 de 2001.

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CNO PROTOCOLO D 1, Obiet¡vo El objetivo del protocolo es ver¡ficar el valor de estatismo y banda muerta para Dlantas térmicas a vapor marca MITSUBISHI, cuya velocidad nominal sea de iooo npv y estén equipadas con regulador de velocidad D¡gital y convert¡dor ElectroHidráulico DEH.

2. Programación de la Prueba Para la ejecución del protocolo la unidad de generación deberá declararse en PRUEBAS durante dos (2) períodos consecutivos,

3. Cond¡ciones de la Prueba 3.1 La unidad de generación deberá estar operando en rnodo CONTROL COORDINADO con una carga del 75 Vo 3,2 La unidad de generación deberá estar quemando sólo el combustible ' orincioal. 3.3 El módulo de control de stress térm¡co de la turbina deberá estar fuera de servicio durante la Prueba

4. Proced¡m¡ento Para la Prüeba El set point de velocidad deberá cambiarse temporalmente en la lógica de control

del sisiema DEH (Digital Electro Hidraul¡c) a diferentes valores Al apl¡car la nueva consigna de velocidad se deberá obseryar la variación en la carga de la unidad' las cuales se deberá cambiar el set point de Para cada prueba se deberá registrar el set de velocidad y la carga de la un¡dad antes y después de la prueba Estos datos se usan para ca¡cular el estatismo de la maqurna.

5. Reg¡stro de datos y cálculo del estat¡smo Los Cálculos se realizan definiendo primero las siguientes variables: Set de velocidad Velocidad de turbina antes de la prueba (rpm) Carga de la unidad antes de la prueba (MW)

I 2 3 5 7 8 I 10 11 72 Deberán realizarse 12 pruebas en velocidad, de la siguiente formai De 3600 rpm a 3605 rpm De 3605 rpm a 3600 rpm De 3600 rpm a 3610 rpm De 3610 rpm a 3600 rpm De 3600 rpm a 3615 rpm De 3615 rpm a 3600 rpm De 3600 rpm a 3595 rpm De 3595 rpm a 3600 rPm De 3600 rpm a 3590 rpm De 3590 rpm a 3600 rpm De 3600 rpm a 3585 rpm De 3585 rpm a 3600 rpm SG: FO: PO:

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18CONSEJO NACIONAL DE OPERACION CNO Veloc¡dad de turbina después de la prueba (rpm) Carga de Ia lnidad después de la prueba (lYW) Variación de velocidad, dado por DF = FF - F0 (rpm)

Variación de carga, dado por DP = PF - P0 (lvlw) Función de control no lineal programada en la lógica del sistema DEH que determina la banda muerta del regulador. Está dada por A = 1.021 DF ¡ 3.063 Estatismo de la unidad, el cual está dado por R = [ ( A/ 3600) / ( DPl 163 ) ] 100 (o/o) La curud correspondienre a la runción oe control no rrneal (A) se muesLr¿ a conLrnuacrón: DF: DP: R: Los datos obtenidos en cada prueba deberán gistrarse en la siguiente tabla: DéeDuét do la Prueba 1 3600 3605 2 3605 3600 3 3600 3510 3610 3600 5 3600 3615 6 3615 3600 3600 3595 8 3595 3600 9 3600 3590 10 3590 3600 ll 3600 3585 !2 3585 3600 En cada prueba se deberá calcular el promedio de los datos obtenidos, el cual al que opera la máquina,

6. Banda Muerta estat¡smo v ooster¡ormente se calcula un será considerado como el valor de estatismo La verificación de la banda muerta se realizará med¡ante inspección por el método gráfico y deberá confirmarse que para una variación de frecuencia menor a 59.97

Hz (trF = 30 mHz) la carga activa del generador no debe mod¡ficarse,

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