modernizacion rio macho (unidades 1 y 2)- sección et

Transcripción

MODERNIZACION RIO MACHO (UNIDADES 1 Y 2)LICITACION PÚBLICA No. 2010-LI-000006-PROV
SECCION ET-03 - TURBINA
ESPECIFICACIONES TECNICAS ESPECIALES
SECCIÓN ET-03
TURBINA
MODERNIZACION RIO MACHO (UNIDADES 1 Y 2)
LICITACION PÚBLICA No. 2010-LI-000006-PROV
TABLA DE CONTENIDO
TURBINA
Pag
SECCION ET-03 - TURBINA..................................................................................................... 1 ESPECIFICACIONES TECNICAS ESPECIALES .................................................................... 1 1. GENERALIDADES............................................................................................................... 1 2. ALCANCE DE LOS TRABAJOS ........................................................................................ 1 3. INFORMACION A ENTREGAR POR LOS OFERENTES ............................................ 2 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 4. ENTREGA DE DOCUMENTOS DEL CONTRATISTA ................................................. 4 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6. 4.7. 5. REQUERIMIENTOS DE DISEÑO .......................................................................................... 38 PRODUCTOS Y MANUFACTURA ........................................................................................ 39 VÁLVULAS DE ADMISIÓN ............................................................................................. 45 8.1. 8.2. 9. REQUERIMIENTOS DE DISEÑO .......................................................................................... 32 MANUFACTURA Y PRODUCTOS........................................................................................ 34 SISTEMA DE SUMINISTRO DE ACEITE A PRESION............................................... 38 7.1. 7.2. 8. REQUERIMIENTOS GENERALES ........................................................................................ 13 CARACTERÍSTICAS Y REQUERIMIENTOS .......................................................................... 16 MANUFACTURA Y PRODUCTOS........................................................................................ 18 REGULADOR ELECTRÓNICO DE TURBINA ............................................................ 32 6.1. 6.2. 7. INFORMACIÓN GENERAL................................................................................................... 4 TURBINA PELTON ............................................................................................................. 5 REGULADOR DE TURBINA ................................................................................................. 7 SISTEMA DE SUMINISTRO DE ACEITE A PRESIÓN............................................................... 8 VÁLVULA DE ADMISIÓN ................................................................................................... 9 SISTEMA DE ENFRIAMIENTO ........................................................................................... 11 TABLEROS DE INSTRUMENTACION Y CONTROL ............................................................... 11 TURBINAS PELTON ......................................................................................................... 13 5.1. 5.2. 5.3. 6. TURBINA ........................................................................................................................... 2 REGULADORES .................................................................................................................. 3 VÁLVULA DE ADMISIÓN ................................................................................................... 4 SISTEMA DE ENFRIAMIENTO .............................................................................................. 4 TABLEROS DE CONTROL DE UNIDAD ................................................................................ 4 REQUERIMIENTOS DE DISEÑO .......................................................................................... 45 MANUFACTURA Y PRODUCTOS ........................................................................................ 48 SISTEMA DE ENFRIAMIENTO ...................................................................................... 57 9.1. REQUERIMIENTO DE DISEÑO ........................................................................................... 57 MODERNIZACION RIO MACHO (UNIDADES 1 Y 2)
9.2. 10. MANUFACTURA Y PRODUCTOS ....................................................................................... 59 EQUIPOS DE CONTROL E INSTRUMENTACION TURBINA ............................. 63 10.1. REQUERIMIENTOS DE DISEÑO .......................................................................................... 63 10.2. MANUFACTURA Y PRODUCTOS ........................................................................................ 65 11. PRUEBAS EN FÁBRICA ............................................................................................... 96 11.1. 11.2. 11.3. 11.4. 11.5. 11.6. 12. TURBINAS PELTON .......................................................................................................... 96 REGULADORES DE TURBINA ............................................................................................ 99 SISTEMA DE SUMINISTRO DE ACEITE A PRESION ............................................................ 101 VALVULAS DE ADMISIÓN.............................................................................................. 101 SISTEMA DE ENFRIAMIENTO ............................................................................... 104 INSTRUMENTACIÓN DE TABLEROS DE CONTROL ............................................................ 104 PRUEBAS DE MONTAJE, ACEPTACIÓN Y OPERACIÓN ................................. 106 12.1. PRUEBAS DE MONTAJE ................................................................................................. 106 12.2. PRUEBAS PRELIMINARES DE ACEPTACIÓN .................................................................... 107 12.3. PRUEBAS DE ACEPTACION POST-ARRANQUE (PUESTA EN MARCHA) ...................... 109 13. PRUEBAS DE EFICIENCIA Y DESEMPEÑO ......................................................... 111 14. CAPACITACIÓN .......................................................................................................... 113 14.1. 14.2. 14.3. 14.4. TURBINAS PELTON ........................................................................................................ 113 REGULADOR DE TURBINA ............................................................................................. 114 VÁLVULAS DE ADMISIÓN .............................................................................................. 115 TABLEROS DE CONTROL ............................................................................................... 115 MODERNIZACION RIO MACHO (UNIDADES 1 Y 2)
SECCION ET-03 - TURBINA.
1.
GENERALIDADES
Esta cláusula comprende las especificaciones de todos los equipos, materiales y actividades que se
requieren para el diseño, manufactura y despacho tanto de las turbinas como de sus equipos
relacionados, incluyendo repuestos y herramientas, entre otros. Esta cláusula también describe los
servicios de supervisión de la instalación, así como la capacitación de personal de ingeniería y de
planta del ICE.
Dado que los equipos deben instalarse en la actual Casa Máquinas de la Planta Río Macho,
específicamente en el sitio donde se ubican actualmente la Unidad 1 y la Unidad 2, el
CONTRATISTA deberá tomar en cuenta que los nuevos equipos deben adecuarse a la obra civil
existente en espacios, ubicación de anclajes, placas de cimentación, pasajes, etc. En caso de
requerirse cambios menores en la obra civil actual el CONTRATISTA deberá de advertirlo
oportunamente a efectos de realizar el análisis respectivo y de convenir hacer la programación de los
trabajos sin causar contratiempos en el programa de ejecución de la obra.
El diseño de los equipos debe contemplar una vida útil de servicio de 40 años.
En los casos de cargas alternantes debe diseñarse con el criterio de resistencia a la fatiga para una
vida útil de 1x1010 revoluciones de la turbina bajo carga.
2.
ALCANCE DE LOS TRABAJOS
El CONTRATISTA deberá llevar a cabo el diseño, la manufactura, las pruebas de calidad en fábrica,
los embalajes y las protecciones apropiadas, el transporte marítimo, el transporte terrestre hasta el
sitio de la obra, la supervisión del montaje y las pruebas de puesta en marcha de las turbinas y
auxiliares de la central hidroeléctrica, así como la entrega de planos y documentos relacionados,
entre otros.
El suministro de turbina en términos generales está constituido por los siguientes componentes, con
sus planos y documentos relacionados:
Componente
Cantidad
1. Turbinas Pelton
dos (2) conjuntos
2. Reguladores de velocidad de las turbinas
dos (2) conjuntos
3. Sistema de suministro de aceite a presión
dos (2) conjuntos
4. Válvulas de admisión de las turbinas
dos (2) conjuntos
5. Sistema de enfriamiento
dos (2) conjuntos y
según detalle
1
6. Instrumentación y equipos de control
según detalle
7. Repuestos
un (1) lote
8.
Equipos especiales y de montaje; herramientas de un (1) lote
mantenimiento y elementos consumibles
El CONTRATISTA deberá proveer el servicio de supervisión de montaje para los trabajos que hará
el ICE en sitio. El CONTRATISTA también proveerá el servicio de entrenamiento del personal del
ICE para la comprensión, operación y mantenimiento de los equipos de turbina y todo el suministro
relacionado.
El CONTRATISTA deberá también llevar a cabo las Pruebas de Puesta en Marcha, de eficiencia y
de desempeño de los equipos, así como un proceso de operación bajo observación y supervisión.
Antes de llevarse a cabo las pruebas en sitio, el CONTRATISTA deberá haber suministrado los
documentos y planos apropiados; programas, procedimientos, registros de calibración y los formatos
para control de la fabricación, entre otros. El CONTRATISTA deberá proveer el equipo
especializado para llevar a cabo las pruebas en sitio. Posterior a las pruebas deberá entregar los
registros y protocolos de resultados.
3.
INFORMACION A ENTREGAR POR LOS OFERENTES
3.1. TURBINA
 Planta general y secciones mostrando el arreglo completo del conjunto.
 Dibujo de la turbina mostrando dimensiones de las partes, materiales, acabados superficiales,
tolerancias y claros.
 Método de asegurar el rodete al eje de la turbina debe ser claramente indicado en los dibujos
de la oferta y será tal que el rodete pueda ser fácilmente separado del eje.
 Curvas de eficiencia y del caudal contra potencia para caída neta de 400, 410, 420, 430, 440 y
450 m (Colina de eficiencia) para las turbinas propuestas.
 Cálculo de las eficiencias ponderadas de la turbina.
 Curvas de valorización entre el modelo reducido que posee el Fabricante y el prototipo, que ha
sido aplicada para garantizar la eficiencia de la turbina.
 Curvas de factor de cavitación (sigma crítico) en función de caída neta, eficiencia y potencia
de las turbinas ofrecidas.
 Curvas de apertura de inyectores en función del caudal y potencia.
 Diagrama del método de montaje y desmontaje del rodete.
 Programa de la fabricación, montaje y pruebas de todos los equipos propuestos.
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 Información descriptiva y dibujos de las partes principales del equipo, indicando los materiales
de construcción.
 Curvas que muestren los aumentos de velocidad rotacional del turbogrupo y aumentos de
presión del agua en la conducción, por efectos de golpes de ariete y de rechazos de carga
cuando las turbinas están operando bajo las condiciones más críticas, de acuerdo a los
valores de efectos volante, tiempo de cierre neto del regulador de velocidad y parámetros de
la tubería de presión, contenidos en estas especificaciones.
 Planos de dimensiones, ubicación y control de TCUs, CCM y demás equipos de control.
 Descripción de protocolos de comunicación a utilizar.
 Características de la turbina (turbine characteristics).
 El oferente debe suministrar la siguiente información
Gráfico que relacione los siguientes parámetros
n : velocidad unitaria (unit speed)
Q : caudal unitario (unit flow)
%ef : porcentaje de eficiencia
Gráfico que relacione los siguientes parámetros
n : velocidad unitaria (unit speed)
P : potencia unitaria (unit power)
%aa: porcentaje de apertura de los álabes
Todos los datos deben ser normalizados para una turbina con un diámetro de rodete de un
metro operando bajo una caída de un metro.
En los gráficos se indicarán curvas para 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 y 100% de apertura de
los inyectores.
Indicar en las curvas la potencia máxima, la potencia mínima y los límites de operación
considerando cavitación, basado en el nivel del centro del rodete ofrecido por el Fabricante.
3.2. REGULADORES
 Información descriptiva y dibujos generales del regulador.
 Descripción del modo de operación del cabezal electrónico.
 Diagramas funcionales típicos del sistema de aceite y diagramas eléctricos del sistema de
control propuesto.
 Método usado para control e indicaciones remotas en el regulador.
 Función de transferencia detallada de acuerdo a modelos IEEE del sistema de regulación
propuesto.
3
 Protocolo detallado de comunicaciones con los demás equipos.
3.3. VÁLVULA DE ADMISIÓN
 Información descriptiva y dibujos de la válvula de admisión.
 Detalle de los anillos, asientos y partes de los sellos herméticos indicando los materiales.
 Diagrama funcional del sistema de operación de la válvula.
 Programa tentativo de fabricación y montaje.
3.4. SISTEMA DE ENFRIAMIENTO
 Dibujos generales de la instalación.
 Información descriptiva de los equipos y materiales.
 Diagramas funcionales del sistema.
3.5. TABLEROS DE CONTROL DE UNIDAD
El oferente incluirá en su oferta una descripción técnica de los tableros de control propuestos,
detallando el diseño, funcionamiento, características eléctricas y las opciones que incluye en su
oferta. Así mismo se deberá presentar lo siguiente:
4.

Plano general de dimensiones externas de los tableros.

Diagrama topológico de los tableros, incluyendo todos los componentes principales.

Hojas técnicas de todos los equipos incluidos en el tablero, como PLCs (módulos que
incluye: entradas/salidas, comunicaciones, puertos), switches, relés de disparo y bloqueo y
demás elementos.

Diagrama de enlaces de comunicación, incluyendo módulos I/O remotos, detallando el
medio físico y los protocolos a utilizar.
ENTREGA DE DOCUMENTOS DEL CONTRATISTA
4.1. INFORMACIÓN GENERAL
 Planos generales de distribución de equipos en todos los niveles.
4
4.2. TURBINA PELTON
4.2.1. Información General
 Planos y procedimientos relacionados con las partes embebidas en concreto.
 Planos y procedimientos relacionados con las partes y componentes conectados con
suministros de terceros.
 Planos de secciones trnasversales de la turbina. Vista de elevación completa de la
turbina. Planos con dimensiones hidráulicas de la turbina.
 Reporte de desarrollo y pruebas de modelo (homólogo o semihomólogo).
4.2.2. Planos Constructivos y Memorias de Cálculo
 Memorias de cálculo y planos de todos los sistemas de tuberías.
 Todos los diagramas de alambrado.
 Planos de manufactura que muestren las dimensiones y detalle de todos los
componentes.
 Planos y detalles de todas las partes que tengan grados finos de ajuste y que sean sujetas
a desgaste.
 Memorias de cálculo del rodete, inyectores, deflectors, tobera de frenado, tubería de
distribución (manifold), servomotores, sellos laberínticos, carcasas y anillos de turbina,
entre otros.
 Análisis del control de vibraciones y de resonancias.
 Análisis de fenómenos de cavitación y erosion en los álabes e inyectores.
 Planos detallados de turbina.
4.2.3. Planos y documentos de Instalación
 Diagramas y manuales indicando las secuencias y métodos de montaje; planos de
instalación; disposición y planos de equipos de levante, maniobra e izaje.
 Planos de instalación que muestren vistas de planta y secciones transversales de la
turbina completa y secuencias de armado.
 Procedimientos calificados de soldadura y sus registros.
 Formatos de control de ajustes, alineamientos y nivelaciones, entre otros.
 Planos de montaje detallado para los components de turbine, mostrando vistas en planta
y secciones transversales, entre otros para:
i.
Tubería de distribución (Manifold).
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ii.
Rodete.
iii.
Servomotores e inyectores.
iv.
Deflectores.
v.
Mecanismo de accionamiento de los deflectors.
vi.
Tobera de frenado.
vii.
Sello de turbina.
viii.
Válvulas y tubos de ventilación.
ix.
Carcasa de turbina
x.
Mecanismos de izaje y maniobra.
xi.
Plataformas.
xii.
Tuberías y drenajes.
xiii.
Detalle de equipos especiales de montaje y ajuste.
xiv.
Puertas y compuertas.
 Instructivos de mantenimiento de los componentes integrantes del sistema.
 Lista de equipos.
4.2.5. Curvas Características de Operación
Memorias de cálculo y curvas que muestren las presiones, potencias, velocidades de rotación,
caudales, cantidad de inyectores operando y grados de apertura en la operacioón característica
de las turbinas. De igual forma datos y resultados para los rechazos de carga y tomas de carga.
Estos calculos deben presentarse sobre la base de las características hidráulicas de la
conducción y de las turbinas ofrecidas considernado los valores de momento de inercia (GD²)
163 ton-m². La presión maxima no deberá exceeder los límites establecidos en los datos
técnicos de estas especificaciones. Las velocidades de onda en la conducción deberán ser
considerados en los calculus.
Estudios de fenómenos de resonancia y vibratorios en las turbinas en su interrelación con la
conducción, sistema eléctrico, sistema mecánico conectado y estructura portante.
Estudios de cavitación y erosion.
Estudios detallados de los transitorios hidráulicos del proyecto, considerando los siguientes
aspectos:
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 Las condiciones mas críticas de rechazo de carga y tomas de carga para obtener las
presiones máximas y mínimas en la conducción, así como la maxima velocidad de
rotación.
 El CONTRATISTA deberá proveer al ICE toda la información necesaria relacionada
con las características de la turbina de tal forma que el ICE cuente con la información
suficiente que permita una completa verificación de la operación de las turbinas y de los
calculos hechos el CONTRATISTA.
 Curvas de torque; de caudal unitario contra velocidad unitaria para diferentes grados de
aperture de los inyectores. Se aportarán los información necesaria relacionada con las
condiciones hidráulicas y tipos de operación del embalse, entre otras.
 En el reporte de fenómenos transitorios se integrará un anexo indicando las curvas que
resultaron de las corridas de rechazos de carga al 110%, 100%, 75%, 50% y 25% del
caudal nominal.
 Los resultados de los fenómenos transitorios deben considerer de forma superpuesta los
efectos del cierre de las válvulas de admission y cierres rápidos de sus sellos mecánicos.
 Una hoja electrónica en formato Excel con todos los datos del diagrama de colina del
prototipo.
4.3. REGULADOR DE TURBINA
4.3.1. Planos Generales
 Planos de la disposición esquemática de los actuadores, del sistema de suministro de
aceite a presión y sistema de regulación. Lista de partes y componentes con simbología
RDS-PP.
 Planos de los tableros de regulación de turbina indicando la disposición de los
instrumentos de señalización y control.
 Planos de ubicación de tuberías principales, tuberías embebidas.
 Información detallada de los principales equipos e instrumentos de regulación: modelos,
características, dimensiones y ubicación, entre otros.
 Memória de cálculo de la capacidad requerida y aportada por el sistema de regulación y
de suministro de aceite.
 Diagramas de control. Diagramas de bloques del sistema de regulación tal que muestren
todas las funciones de transferencia y sus parámetros exactos.
 Diagramas de bloques para el arranque, operación y parade / disparo de las unidades.
Igualmante diagramas de bloques para modo operación condensador sincrónico y modo
a prueba.
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4.3.2. Planos de montaje e instalación
 Planos de sub-ensamblaje.
 Planos detallados del equipo constitutivos del sistema de regulación de la turbina.
 Hojas técnicas, catálogos y demás ilustración de los fabricantes de origen con la
información detallada acerca de la disposición y operación de los components del
sistema de regulación electrónica de velocidad de la turbine y accesorios.
 Resto de planos de disposición del sistema.
 Diagramas de alambrado mostrando las conexiones eléctricas del regulador de turbina y
entre éste y los demás componentes eléctricos y tableros.
 Instructivos de mantenimiento de los componentes integrantes del sistema.
 Lista de equipos.
 Otra información de la operación de los componentes:
i. Aspectos generales de operación.
ii. Instrucciones de programación.
iii. Diagrama de flujo del programa de control, diagramas con la programacion de
todos los controladores de acuerdo a IEC 61311-3
iv. Mapeo de memoria.
v. Ubicaciones en memoria y la administración de las puertas de entrada/salida.
vi. Operación de transferencia del sistema de regulación de velocidad.
vii. Descripción de las rutinas de control.
viii. Descripción detallada del algoritmo de control PID y de las señales de
medición.
4.4. SISTEMA DE SUMINISTRO DE ACEITE A PRESIÓN
4.4.1. Planos y documentos Generales
 Diagramas generales de distribución de equipos y su identificación.
 Diagramas de operación.
 Diagramas eléctricos y de operación del sistema de control.
 Descripción del mecanismo de apertura y cierre de los inyectores; mecanismo de
aplicación de los deflectores,
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 Planos de las tuberías de la distribución y de aceite.
 Planos mostrando la disposición de equipos, tableros y accesorios.
 Detallas de las fundaciones, soportes y conexiones bridadas requeridas para el sistema.
 Planos generales de los componentes.
 Planos dimensionales del sistema incluyendo vistas en planta y de elevación.
 Planos con detalles y ajustes de partes relevantes.
 Planos del arreglo del conjunto y sus tuberías.
 Planos de fundaciones.
 Planos de ensamblaje general.
 Diagramas generales de conexiones y de alimentación eléctrica.
 Planos de ensamblaje de tuberías.
 Memorias de cálculo del sistema de suministro de aceite a presión, incluyendo la
capacidad de las bombas, tanque sumidero, tanques a presión, volúmen de nitrógeno y
capacidad requerida de enfriamiento; caudales de agua, entre otros. Inclusión de
gráficos de presión – desplazamiento del inyector,
 Listado de equipos.
 Diagramas de control. Incluyendo la logica con la programacion utilizada en los
controladores de acuerdo a IEC 61311-3, listados de señales y referencias cruzadas.
información detallada acerca de la disposición y operación de los componentes del
sistema.
 Resto de planos de disposición del sistema.
 Diagramas de alambrado mostrando las conexiones eléctricas del systema, y entre éste y
los demás componentes eléctricos y tableros.
4.5. VÁLVULA DE ADMISIÓN
4.5.1. Planos Generales
 Diagramas generales de distribución de los equipos.
 Planos de fundaciones y previstas para pedestales.
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 Planos para tuberías embebidas.
 Diagramas de Operación.
 Diagramas eléctricos y operacionales.
 Descripción de los mecanismos de operación.
 Planos de límites de suministro, diámetros, holguras, sobrelongitudes, etc.
 Planos de arreglo de las válvulas esféricas, sus accesorios y tableros.
 Detallas de las fundaciones, soportes y conexiones bridadas requeridas para el sistema.
 Planos del cuerpo de las válvulas incluyendo sellos, contrasellos, etc.
 Planos dimensionales y de detalle de la válvula con costes longitudinales y transversals
de la válvula.
 Planos de todas las partes relevantes del suministro.
 Planos con detalles y dimensiones de los components: cuerpo, rotor, mecanismos de
cierre, contrapeso, servomotores, bloqueos, sellos y contrasellos, rampas y tuberías, entre
otros.
 Planos de las tuberías o manguitos de conexión, aguas arriba y aguas abajo de cada
válvula.
 Planos completos del unidad hidráulica de accionamiento de los sellos.
 Planos dimensionales y de detalle de la línea de derivación o bypass. Planos de detalle de
la válvula de aguja de la derivación.
 Plano de arreglos de tuberías de aceite y de agua.
 Plano de ensamblaje general de la válvula, incluyendo ubicación de bloqueos, válvulas
de enclavamientos, instrumentos, y demás accesorios.
 Planos de ensamblaje de tuberías.
4.5.3. Información general
 Cálculo del cuerpo de la válvula.
 Cálculos y estimaciones de todas las fuerzas y momentos que afectan la válvula.
 Estimación de las fuerzas y momentos transmitidas a las fundaciones
 Cálculo de fuerzas en los servomotores.
 Cálculo del arriestramiento y anclaje de la línea de derivación.
 Calculo de la capacidad de los servomotores.
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 Cálculo de tiempos de aperturas y cierres.
 Listas de componentes.
información detallada acerca de la disposición y operación de los componentes del las
válvulas y sus auxiliares.
4.6.1. Dibujos Generales
 Diagramas Esquematicos del Sistema de Enfriamiento.
 Dibujos Generales del Sistema de Enfriamiento mostrando la disposición de tuberias y
de equipos.
 Diagramas de Control y Electricos del sistema.
4.6.2. Dibujos de Instalación y Montaje
 Planos Dimensionales del Sistema.
 Planos de detalle y catalogos de componentes.
 Planos de Ensamble de los Equipos.
 Planos de Montaje del Sistema.
 Memoria de Cálculo Detallado del Sistema de Enfriamiento.
 Caida de Presion y perdidas en los accesorios.
 Curvas caracteristicas de las bombas.
4.7. TABLEROS DE INSTRUMENTACION Y CONTROL
El CONTRATISTA deberá suministrar la siguiente información.
4.7.1. Planos Preliminares:
a- Dimensiones externas, indicando (vista en planta) la entrada y salida de cables de control y
potencia.
b- Detalle de los anclajes de los tableros.
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c- Detalle del peso de cada grupo de tableros.
d- Diagramas topológicos de la red de control y de la red de campo incluyendo todos los
componentes principales.
4.7.2. Planos de Fabricación:
a- Diagramas de ensamble de los cubículos con dimensiones, pesos finales, vistas y arreglo
interno de equipos.
b- Diagramas de ubicación de equipos.
c- Diagrama topológico detallado incluyendo la red de control y la red de campo, así como
todos los componentes principales.
d- Diagramas esquemáticos de control y fuerza incluyendo alambrado interno e interconexión
externa.
e- Tablas de alambrado y cableado.
f- Lista de Partes incluyendo descripción técnica de todos los equipos.
g- Lista de señales alambradas (entradas / salidas).
h- Lista de señales por medio de los enlaces seriales desde y hacia otros equipos y sistema de
control.
i- Descripción del software y protocolos de comunicaciones utilizados.
j- Diagrama y descripción detallada de las secuencias de arranque y parada, funciones de
control y protecciones para revisión y aprobación.
k- Manual de Montaje incluyendo instrucciones de instalación y montaje de los equipos en sitio.
l- Manual de Operación (orientado para uso de los operadores).
m- Manual de Mantenimiento detallado incluyendo entre otros los siguientes aspectos:

Descripción detallada de las secuencias de arranque y paro, funciones de control y
protecciones.

Cálculo de ajuste de parámetros del relé de sincronización automática.

Descripción del hardware y software.

Lista de fallas del sistema.
n- Información técnica de los equipos (componentes) incluidos en los tableros.
o- Procedimiento detallado de las pruebas en fábrica.
p- Procedimiento detallado de las pruebas de puesta en servicio.
q- Reporte de pruebas en fábrica realizadas.
r- Reporte de pruebas de puesta en servicio realizadas incluyendo resultados de las mismas,
gráficos y ajustes finales de las protecciones implementadas.
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s- Para la revisión de la ingeniería por parte del ICE, el CONTRATISTA suministrará copias en
papel y copias en formato digital (PDF).
t- Manuales de Diseño, Instalacion y Mantenimiento.
u- Secuencias de Arranque y parada para el TCU.
v- Diagramas topológicos de la red interna.
4.7.3. Planos de Instalacion y Ensamble
 Planos dimensionales de cada tablero o cubiculo y los panels de control.
 Informacion detallada de cada componente e instrumento de los tableros.
 Planos de Instalacion y Montaje de los equipos
 Diagramas electricos y de control de turbina.
 Lista de Cables.
 Tablas de alambrado de cada cubiculo y tablero.
 Lista de señales.
 Información tecnica y de manufactura de los equipos, dispositivos y software.
5.
TURBINAS PELTON
Las turbinas serán del tipo Pelton, de eje horizontal; cada una de ellas a ser acopladas a un generador
sincrónico.
5.1. REQUERIMIENTOS GENERALES
5.1.1. Datos de diseño
5.1.1.1.
Datos nominales
Los valores nominales son referidos a la operación de dos unidades con el embalse a nivel normal y
con una apertura de inyectores del 100%. Los datos nominales son los siguientes:
 Caudal nominal por cada turbina: 4.5 m3/s
 Altura neta nominal: 432.04 m
 Velocidad nominal: 450 min-1
 Potencia mecánica de referencia: 18 MW
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5.1.1.2.
Condiciones Hidráulicas
Los niveles del embalse, niveles de la restitución y otras condiciones hidráulicas se describen a
continuación:
VARIABLE
Valor
Unidades
1572.0
msnm
1570.0
msnm
1565.0
msnm
1108.8
msnm
463.2
461.2
456.2
m
m
m
hf=0.0225 x Q2
m
1102.30
msnm
Niveles de operación del embalse:
Máximo
(MWL)……………………..
Normal
(NWL)………………………
Mínimo
(LWL)………………………
Nivel de centro del rodete
Altura bruta
Máxima….....................
Normal………………….
Mínima......……………..
Ecuación para las pérdidas de fricción de la
conducción
(hf en m, Q in m3/s)
Nivel del fondo medio del canal de restitución
m: metros de columna de agua
msnm: metros sobre el nivel del mar
5.1.1.3.
Presión hidráulica máxima y variaciones momentáneas máximas de velocidad
VARIABLE
Máxima variación momentánea de velocidad
nominal
Presión máxima permisible por efecto de golpe
de ariete
5.1.1.4.
Presión de diseño para los componentes de turbina
VARIABLE
Presión de prueba para los componentes de turbina
Valor
Unidades
25
%
580
m
Valor
Unidades
870
m
14
5.1.2. Condiciones de operación
5.1.2.1.
Análisis químico del agua de la turbina
ANALISIS
RESULTADOS
Salida canal desfogue Río Macho
Demanda Química de Oxígeno (mg/L) *
(40,0  6,8)
Demanda Bioquímica de Oxígeno (mg/L) *
(20,90  0,8)
Sólidos Suspendidos totales (mg/L) *
Sólidos Sedimentables ( ml/L) *
Grasas y Aceites ( mg/L) *
(6,5  3,4)
ND
(1,8  1,4)
pH ( unidades de pH) ( 0,01) *
7,78
Temperatura ( 0,1°C) *
17,2
Cobre ( mg/L) *
 0,05
Plomo ( mg/L) *
 0,14
Cromo total ( mg/L) *
 0,04
Mercurio (g/L)
2
Níquel ( mg/L) *
 0,2
En caso de disponibilidad de mayor información al respecto, ésta podrá ser entregada al
CONTRATISTA en caso de que sea solicitada.
5.1.2.2.
Temperatura ambiente
El sitio de la obra está sujeto a temperaturas ambientales que oscilan entre 15 °C y 35 °C,
dependiendo de la estación del año.
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5.1.3. Datos de transitorios
Las siguientes condiciones deben ser cumplidas:
 Tiempo de arranque mecánico: Tm= 5.2 s
 Tiempo de comienzo de la circulación del agua: Tw= 2.08 s
5.2. CARACTERÍSTICAS Y REQUERIMIENTOS
5.2.1. Potencia y eficiencia
Las potencias máximas y mínimas continuas, las eficiencias y las potencias máximas y mínimas
temporales, entre otras, deben cumplir con los datos garantizados.
La garantía para las potencias máximas y mínimas, sean continua o temporal, se establecerán con las
pautas establecidas en IEC estándar 60193.
Las potencias al 100% del caudal nominal, las potencias máximas continuas permitidas y las
máximas potencias en sobrecarga serán evaluadas en sitio mediante mediciones directas.
Para verificar las eficiencias garantizadas, se harán pruebas en sitio aplicando el método
termodinámico u otros métodos alternativos.
Las mediciones del caudal relativo de las turbinas se harán por medio del equipo ultrasónico a
suministrar por el CONTRATISTA.
Para evaluar la garantía de eficiencia, la siguiente fórmula será utilizada para estimar la eficiencia
ponderada promedio:
p =
0.50 * 100% + 0.20 * 75% + 0.15 * 50% + 0.15 * 25%
Donde
p = Eficiencia ponderada garantizada (Eficiencia garantizada)
25% = Eficiencia de la turbina al 25% del caudal nominal
La eficiencia se debe garantizar para las caídas netas de 432.0 m, 440.0 m y 450.0 m
Para la ecuación señalada, las eficiencias en cada porcentaje del flujo de la tarifa serán garantizadas
y relacionadas con la potencia continua respectiva en las condiciones especificadas.
16
La valoración de incertidumbres en las mediciones será hecha antes de las pruebas según el estándar
IEC estándar 60041-1991, y serán sometidas por el CONTRATISTA al ICE. Si como resultado de
las pruebas en sitio se determina que la turbina no alcanza la eficiencia ponderada garantizada, o las
potencias máximas y mínimas garantizadas para las diversas alturas netas, el CONTRATISTA
quedará sujeto al pago de daños tal como se establece en las condiciones de este contrato.
5.2.2. Máxima presión momentánea garantizada
El CONTRATISTA deberá calcular y garantizar el valor de la presión máxima momentánea para la
toma y rechazos de carga, o en las condiciones transitorias más desfavorables en las diferentes
condiciones de operación posibles. Para ello se llevarán a cabo los estudios de transitorios
hidráulicos como mínimo para el 25%, 50%, 75% y 100% del caudal nominal, así como para las
potencias máximas temporales garantizadas (sobrecargas).
5.2.3. Máxima velocidad momentánea garantizada
El CONTRATISTA deberá calcular y garantizar la velocidad máxima momentánea. Para ello se
llevarán a cabo los estudios de transitorios hidráulicos como mínimo para el 25%, 50%, 75% y
100% del caudal nominal, así como para la potencia máxima temporal garantizada (sobrecarga). De
igual forma se deberá hacer un estudio correspondiente al rechazo de carga correspondiente al
caudal a máxima apertura posible de inyectores, condición que podría estar fuera de garantía.
El CONTRATISTA debe hacer solicitud formal al ICE de los planos y los datos del proyecto que le
permitan hacer un estudio completo de los transitorios (datos de la conducción, etc.).
5.2.4. Máxima velocidad de embalamiento garantizada
El CONTRATISTA debe garantizar la velocidad estabilizada máxima de embalamiento, utilizando
las condiciones críticas.
Las turbinas deberán ser capaces de girar por un lapso mayor a los 300 seg. a la velocidad
estabilizada máxima de embalamiento.
5.2.5. Garantia por cavitación
La garantía de cavitación y la pérdida de material garantizada por picaduras deben cumplir con los
lineamientos establecidos en la norma IEC 60609 e IEC 60609-2, en sus últimas ediciones.
(“Cavitation pitting evaluation in hydraulic turbines, storage pumps and pump turbines, Part No.2,
Evaluation in Pelton turbines.”)
El ataque de químicos al igual que el daño por erosión debido a la arena que pueda ingresar, no
deben ser considerados dentro de la garantía de cavitación.
El tiempo de funcionamiento de referencia para efectos de establecer y verificar la garantía de
erosión por cavitación es de 8 000 horas.
17
La garantía de cavitación de los elementos de turbina susceptibles a sufrir daños por este efecto debe
cubrir como mínimo las 8 000 horas de operación de cada unidad a la vez de adecuarse al periodo de
garantía acordado para los elementos de máquina relacionados. Las pruebas deben hacerse dentro
del periodo de garantía y preferiblemente antes de que se cumpla en periodo de referencia de 8 000
horas antes mencionado. Se considerará que los límites máximos permisibles por daños serán
proporcionales a la relación entre el periodo de operación real y el de referencia (treal / 8000), según
artículo 5.1 de la norma IEC 60609-2.
Se establecerán como límites de cavitación los límites superiores de los gráficos establecidos en la
fig. A.1 de la norma IEC60609-2. Correspondientemente, la cantidad de erosión por cavitación para
cada álabe del rodete debe ser garantizada y no mayor a 0.5 Kg por las 8 000 hrs. de operación.
El CONTRATISTA debe enviar señales a los equipos de la sala de control para que los operadores
de planta puedan verificar que las turbinas estén siendo operadas dentro de los ámbitos de potencia
tolerables según los datos garantizados. En caso de operaciones fuera del ámbito permisible continuo
debe enviarse un mensaje de alerta en pantallas; y en caso de que se esté fuera de ámbito permisible
temporal, debe enviarse una alarma audible y mensaje en pantalla.
Si se comprueba que el origen de las pérdidas de material mayor a la garantizada proviene de
deficiencias de diseño del propio rodete, el CONTRATISTA deberá suministrar nuevos rodetes
incluyendo el rodete de repuesto sin costo para el ICE. Esto implica una nueva garantía con una
duración del doble de la original. El tiempo de entrega de los rodetes será el mismo que el original.
Sea cualquiera el caso que se dé, el ICE tendrá la potestad de utilizar el rodete original de repuesto
y/o alguno de los rodetes a reemplazar temporalmente reparado, lo que más convenga al ICE, para
no suspender la operación de ninguna las unidades en servicio mientras se hacen reparaciones o
remanufacturas. El principio a aplicar es que las reparaciones se deben practicar mediando una
metodología que evite al ICE suspender la operación de alguna de las unidades. El mismo concepto
será aplicado a otros componentes de turbina que fueren rechazados.
5.2.6. Vibraciones máximas garantizadas
Los procedimientos y criterios de aceptación de los turbogrupos para las vibraciones de las unidades
se tomarán del estándar ISO 10816 y del estándar ISO 7919, Criterio de aceptación: Zona A (para
unidades nuevas).
Los dispositivos para monitoreo en línea de los componentes de cada turbo grupo no se utilizarán
para efectos de valorar el cumplimiento contractual de las vibraciones máximas permisibles, sino
para que sirvan de referencias, alarmas y disparos.
El CONTRATISTA será el responsable de corregir cualquier desbalance encontrado en el sitio
durante las pruebas de aceptación en sitio.
5.3. MANUFACTURA Y PRODUCTOS
El suministro de las turbinas incluye todos los elementos y materiales necesarios para la instalación
y la operación apropiada de las turbinas Pelton, de tal forma que sean capaces de operar en forma
18
estable y sin vibraciones en cualquier condición, incluso en sobrecarga o ante variaciones en la caída
y carga.
Las turbinas cumplirán con las eficiencias adecuadas para permitir el cumplimiento de potencias y
caudales garantizados. Las turbinas serán fabricadas con alta rigidez y robustez, y será de fácil
mantenimiento. Las turbinas incluirán los componentes indicados a continuación.
5.3.1. Componentes
El suministro de las turbinas Pelton consiste en los siguientes componentes:
Componente de turbina
Cantidad
1.
Rodetes de turbinas
Dos (2) conjuntos
2.
Sistema de sellado de las turbinas
Dos (2) conjuntos
3.
Inyectores
Dos (2) conjuntos
4.
Deflectores
Dos (2) conjuntos
5.
Tuberías de distribución
Dos (2) conjuntos
6.
Carcasas de turbinas
Dos (2) conjuntos
7.
Toberas de frenado
Dos (2) conjuntos
8.
Plataforma del foso inferior
Dos (2) conjuntos
9.
Accesorios de turbinas
Dos (2) lotes
5.3.2. Requerimientos
El CONTRATISTA deberá diseñar y fabricar todos los elementos de máquina de tal forma que los
valores de esfuerzo y deformación de los mismos no sobrepasen los límites admisibles.
En las memorias de cálculo se deben definir los esfuerzos permisibles correspondientes a diferentes
condiciones de carga, a saber: cargas normales; cargas extraordinarias y cargas para casos de
emergencia (incluyendo aceleraciones sísmicas). Las turbinas y demás equipos relacionados deben
ser diseñados considerando los criterios internacionalmente aceptados de seguridad para el personal
contra riesgos de accidentes, así como considerando como criterio cuidar la integridad propia de los
materiales.
El funcionamiento debe ser estable para los diferentes regímenes de carga u operación de los
equipos, para lo cual se deberá evitar por todos los medios posibles, la ocurrencia de fluctuaciones,
oscilaciones y vibraciones peligrosas mediante la utilización de componentes de alta rigidez y
robustez.
19
Las turbinas y sus equipos auxiliares deberán ser diseñados y manufacturados de tal forma que se
obtenga un producto altamente funcional y de buena apariencia. Todas las partes de la turbina
deberán ser dispuestas de tal forma que se facilite la inspección, la limpieza, el mantenimiento y la
operación. Todos los equipos deberán ser diseñados y manufacturados según prácticas de ingeniería
seguras reconocidas y aceptadas, sin que de ninguna forma se comprometa la robustez necesaria de
las máquinas. Es un requerimiento fundamental diseñar una turbina de alta robustez y resistencia que
evite vibraciones peligrosas causadas por pulsaciones o inestabilidades.
Todos los materiales deben ser nuevos y adecuados para el uso que se les pretende dar, todo
demostrado por la experiencia que tenga el CONTRATISTA, o por ensayos, que serán sometidos a
la aprobación del ICE. La idoneidad y calidad de los materiales será probada por medio de pruebas
en fábrica y en sitio, todo sujeto a la aprobación del ICE.
5.3.2.1.
Rodetes
Este suministro incluye los siguientes componentes:
 Un rodete tipo Pelton con sus pernos, arandelas y tuercas, uno por cada turbina
 Una protección o "capot" por cada turbina en la parte del acoplamiento rodete-eje para
prevenir accidentes con las tuercas del acople.
 Un juego de plantillas en acero inoxidable para los diferentes perfiles hidráulicos, para
efectos de mantenimiento.
El rodete de la turbina será del tipo Pelton, fundido en una sola pieza o mediante forja del disco con
los cangilones soldados al disco o depositados y maquinados. Otros métodos de fabricación pueden
ser propuestos por el CONTRATISTA a ser evaluados y/o aprobados por el ICE. En todo caso, el
cuerpo del rodete y los cangilones deben formar un solo cuerpo integral por lo que no se aceptarán
cangilones atornillados o postizos.
El rodete se debe acoplar a la brida del eje mediante pernos, arandelas de seguridad y tuercas en
acero inoxidable. El equipo y herramientas completo para colocar y ajustar los pernos de acople es
parte del suministro del CONTRATISTA. La vida de los pernos ante la fatiga debe ser de 1x1010
revoluciones de turbina.
Los cangilones deberán ser maquinados con fresadora de precisión con control numérico, y
controlados en su forma con plantillas cumpliendo lo requerido en el estándar IEC 60193,
modificación No.1. El diseño debe ser de tal forma que los bordes sean redondeados.
Para la evaluación de la cavitación en los rodetes del tipo Pelton se aplicará el estándar IEC 60609-2
en su publicación mas reciente.
Para el balance dinámico y estático se cumplirán las regulaciones del estándar ISO 1940 grado G
6.3.
Para asegurar la calidad del material fundido (en el caso de usarse) se aplicará el estándar CCH 70-3.
Otros estándares además de los indicados se utilizarán de común acuerdo entre las partes durante el
contrato.
El rodete será de alguno de los siguientes materiales: DIN G-X5 Cr Ni 13.4; ASTM A 743 CA 6NM
o ASTM A 182 F 6NM, o equivalente a criterio del ICE, tratado térmicamente para el alivio de
esfuerzos.
20
El rodete deberá estar libre de cualquier imperfección, porosidades, rechupes u otros defectos.
El rodete debe diseñarse para soportar esfuerzos temporales al 110% de la máxima velocidad de
embalamiento, bajo condiciones de nivel del embalse máximo y una unidad operando.
Los rodetes deben ser intercambiables entre las unidades sin ningún ajuste especial.
Debe soportar cargas alternantes de fatiga para una vida útil correspondiente a 1x1010 revoluciones
de turbina bajo carga al 105% del caudal nominal, lo que significa que se utilizarán los factores de
seguridad suficientes para asegurar este resultado.
La rugosidad en los cangilones y en sus raíces debe ser inferior a Ra 0.8 μm. La forma de los bordes
deben ser redondeados por amolado y pulido.
Los esfuerzos alternantes no deben ser superiores a ± 30 MPa en ninguna zona del rodete.
El diseño debe permitir que el rodete sea separado fácilmente del eje y extraído de la máquina
utilizando la grúa de Casa Máquinas. Para lo anterior el rodete contará con un dispositivo especial de
izaje que se sostenga mediante una estructura al rodete para maniobrarlo. Este dispositivo de izaje se
utilizará con la grúa de casa de máquinas.
Como parte del suministro de las herramientas de montaje se dispondrá de dispositivos para realizar
el izaje, montaje y el mantenimiento de los rodetes.
La brida de acople del rodete debe contar con un agujero hembra para centrado y en él se insertará el
correspondiente macho del eje.

El rodete se someterá a las pruebas de "run-out" en fábrica y se deberá cumplir con los
requerimientos de NEMA MG 5.2. Se marcará en la brida el punto de referencia de la parte alta
y baja según los resultados de las pruebas señaladas.

Para establecer el número de álabes de los rodetes se debe tratar por todos los medios posibles de
que no coincida con el número de pares de polos del generador, y con ello evitar fenómenos de
resonancia en la red o en la estructura.
5.3.2.2.
Sistema de sellado de turbinas
Para evitar el paso de agua desde el rodete hasta las partes exteriores de la turbina, se suministrará
con cada turbina un sistema de sellos laberínticos.
El sistema de sellos de cada turbina consistirá en lo siguiente:
 Un anillo laberíntico por cada turbina solidario al conjunto rotatorio, del tipo
desmontable e intercambiable.
 Un anillo laberíntico complementario solidario a la carcaza de cada turbina.
 Pernos de acero inoxidable con sus elementos de seguridad para la fijación de los
laberintos de cada turbina.
Los anillos laberínticos se fabricarán en acero inoxidable forjado del tipo AISI 410. Todos los
laberintos deben ser fácilmente desmontables.
21
Los pernos serán de acero inoxidable tipo AISI 410.
El sistema de sellado debe de impedir el paso de agua de la zona del rodete a la zona del eje y
cojinete.
Se prefiere un sistema de sellado del eje mediante anillos laberínticos, tal que no requiera el uso de
agua para enfriamiento y lubricación de los mismos durante la operación. Si los sellos laberínticos
requirieran el uso de agua de enfriamiento, el CONTRATISTA deberá suministrar un sistema de
tuberías que tome el agua de la tubería del inyector de frenado y lo ponga a disposición del sistema
de los sellos laberínticos. El sistema consistirá de tuberías con válvulas reductoras, elementos
filtrantes, tubería de acero inoxidable y demás accesorios que permitan llevar el agua requerida hacia
los laberintos ya mencionados. Otras soluciones que sean propuestas por el CONTRATISTAS serán
sometidas al ICE para su análisis y determinación.
5.3.2.3.
Inyectores
Este suministro consiste en un juego de dos (2) inyectores por cada turbina.
El alcance del suministro de cada inyector incluye los siguientes componentes:
 Cuerpo de la tobera y tobera propiamente dicha.
 Aguja de obturación.
 Vástago.
 Anillo de asiento.
 Servomotor de la aguja.
 Conexión para el álabe deflector
 Elementos accesorios de accionamiento y protección.
 Válvulas hidráulicas de accionamiento manual en la línea de aceite que va a cada
inyector con el propósito de tener un bloqueo mecánico para cada inyector que permita
su aislamiento.
 Pernos, cojinetes, tuercas, empaquetaduras y demás accesorios del inyector y de su
conexión con la tubería de distribución.
 Plantillas de acero inoxidable para las toberas, agujas y demás perfiles hidráulicos de los
inyectores.
La presión de operación de los servomotores será de a lo sumo 100 bares.
La superficie interna del cuerpo del inyector irá pintada con pintura de alquitrán de hulla con un
espesor mínimo de 400 micrones.
Las toberas deben ser de tipo de flujo recto ("straight-flow"), con agujas de movimiento axial y
recto, accionadas con servomotores de aceite. Tanto la aguja como el servomotor deben estar
situados en el interior del inyector (Internal Needle Servomotor).
22
El diseño de los inyectores debe ser tal que permita que las agujas tengan tendencia al cierre aun
cuando la presión de aceite desaparezca. Los inyectores deben tener tendencia al cierre mediante la
utilización de un sistema de resortes que al mismo tiempo regulan las fuerzas en los servomotores de
tal forma que se promueven accionamientos por resorte compensados por aceite. Para evitar cierres
bruscos en caso de pérdida de presión del sistema óleo-dinámico, la válvula reguladora de flujo será
directamente adosada a la carcasa de la tobera.
Las puntas de aguja y los anillos de asiento deben ser reemplazables de una forma fácil sin tener que
desmontar el cuerpo del inyector.
Las toberas deben diseñarse para que se puedan desmontar con ayuda de la grúa de Casa Máquinas.
Deben proporcionarse los medios convenientes para facilitar los alineamientos horizontal y vertical
de las toberas durante el montaje. Deben contar con los puntos de izaje bien identificados.
El sistema de desmontaje para reemplazo de la aguja debe ser de tal forma que preferiblemente no
sea necesario remover la parte de la tobera que soporta el deflector.
El conjunto deflector y tobera, debe ser protegido con placas de acero ("roofs") destinadas a
absorber la energía de los chorros desviados y evitar la interferencia entre chorros en caso de
rechazo de carga.
El diseño de los servomotores para las toberas y deflectores debe ser coordinado con el del regulador
de la turbina para permitir el drenaje de la tubería a presión, a través de las toberas de la turbina, con
los deflectores desviando el chorro completamente mediante control manual, desde el tablero de
control de la turbina.
El conjunto de servomotor – aguja de los inyectores debe contar con un sistema de ajuste fino para
lograr el cierre con la pre-carga adecuada, sea para el montaje como para labores de mantenimiento
y reajuste.
Para trabajos de mantenimiento o intercambio de la aguja y el anillo de asiento, se prefiere que el
inyector se abra por medio de una bisagra, luego de retirar los pernos de fijación. De esta manera se
podrá cambiar la aguja y el anillo de asiento con facilidad.
El tipo de conexión de la aguja con el vástago debe permitir una unión segura así como una facilidad
de desmontaje. La punta de la aguja debe ser sustituible sin necesidad de desmontar el cuerpo del
inyector.
El accionamiento de las agujas se establecerá de forma independiente, por medio de líneas de aceite
provenientes del regulador hidráulico de turbina y que llegan a una válvula reguladora de flujo
adosada al cuerpo del inyector.
El cuerpo del inyector debe promover la producción de un chorro uniforme, de tal forma que se
permita obtener una alta eficiencia de la turbina. El fabricante deberá determinar y mostrar al ICE si
para lograr la uniformidad del chorro se deben instalar en los conductos perfiles hidrodinámicos que
estabilicen las líneas de flujo, inclusive en los conductos provenientes desde la tubería de
distribución.
La tobera se acoplará al resto del cuerpo del inyector mediante una unión bridada. La tobera también
será sometida a una prueba hidrostática a 1.5 veces la presión de diseño.
23
Para el diseño del servomotor del mecanismo de accionamiento se debe cumplir lo siguiente:
 La alimentación de aceite de los servomotores de las agujas se realiza a través de tubos
intermedios, por los que pasa también la barra de retroalimentación de la posición de la
tobera.
 La carrera del servomotor debe considerar un excedente para sobrecarga de por lo menos
un 10% adicional del caudal nominal.
 El sistema de sellado, deslizamiento y alineamiento del servomotor deberá ser de alta
calidad. Los servomotores de los inyectores serán sometidos a pruebas hidrostáticas al
150% de la presión de trabajo durante dos horas o más. De igual forma se harán pruebas
funcionales y de estanqueidad, aplicando al menos veinte ciclos de carrera, intercalados
al menos 10 minutos entre cada prueba a 1.1 veces la presión de diseño. No se permitirán
fugas de aceite por entre los sellos de los servomotores.
 El diseño del sistema de operación y de los servomotores debe permitir el ajuste
individual de cada aguja, todo coordinado con el diseño del regulador de velocidad de la
turbina.
 Los servomotores deben ser del tipo de operación con presión de aceite del regulador,
capaces de operar las agujas de las toberas aún con la mínima presión de aceite en el
regulador de velocidad, bajo las peores condiciones de altura neta y caudal.
 El conjunto del servomotor – vástago debe contar con un sistema adecuado de
retroalimentación de su posición hacia el regulador de velocidad.
El cuerpo del inyector debe ser diseñado considerando que será probado hidrostáticamente aplicando
una presión 1,5 veces la presión de diseño durante al menos dos horas.
En caso de que uno de los inyectores esté fuera de servicio o indisponibles (por fallas o
mantenimiento), las turbinas tendrán siempre la posibilidad a funcionar dentro del dominio restante
del otro inyector. Los reguladores de velocidad detectarán si la turbina tiene todo el sistema de
inyectores o la carencia de uno de ellos. Con esa información regulará apropiadamente la operación
de las turbinas en cualquiera de los dos modos posibles: con un dominio de todos los inyectores o
con un inyector indisponible. La apertura y la velocidad de cierre se pueden ajustar por medio de las
válvulas de regulación conectadas directamente con los cuerpos del inyector.
La velocidad de apertura y cierre se podrán ajustar por medio de válvulas de regulación conectadas
directamente a los cuerpos de los inyectores.
Habrá indicación visual de la posición de la aguja.
Los materiales que constituyen el sistema del conjunto de inyectores, a excepción de la pipa del
inyector, serán resistentes a la corrosión. Los materiales que constituyen el conjunto completo de los
inyectores serán de aceros inoxidables altamente resistentes a la corrosión y a la erosión. Los
materiales sujetos a efectos de engranamiento por contacto deberán tener una diferencia de dureza de
al menos 40 BHN.
24
 Cuerpo del inyector ("nozzle pipe"): el cuerpo de las toberas debe ser de acero fundido
de alta resistencia libre de esfuerzos. En caso de que haya otro material a ser propuesto
por el CONTRATISTA, debe ser autorizado previamente por el ICE.
 Inyector ("Nozzle"): El inyector debe ser de acero inoxidable del tipo X5 Cr-Ni 13-4 o
equivalente. Otro tipo de material propuesto por el CONTRATISTA debe ser autorizado
previamente por el ICE.
 Anillo final del inyector o anillo de asiento ("Neddle tip seat ring"): el anillo de asiento
de la punta de aguja debe ser fabricado en acero inoxidable forjado X5 CrNi 13.4 o
ASTM A 182 F 6NM endurecido, o equivalente a criterio del ICE. Este anillo será
incorporado con un método de fijación seguro a un anillo base de material similar al
cuerpo del inyector. El contacto del anillo de asiento con la aguja no debe permitir que
se dé el engranamiento por contacto entre las partes, por lo que se tomarán las medidas
para no permitir tal efecto.
 Vástago de la aguja: Los vástagos de las agujas deben ser de acero inoxidable X5 Cr-Ni
13-4. Deberá preverse una dureza adecuada para impedir el engranamiento entre la punta
y el vástago.
 Punta de la aguja: La punta de la aguja debe ser fabricada en acero DIN X5 Cr Ni 13.4 o
ASTM A743 CA 6NM o material equivalente a ser aprobado por el ICE. Deberá
preverse una dureza adecuada para impedir el engranamiento entre la punta y el vástago.
La punta de la aguja tendrá una dureza al menos 40 BHN superior a la dureza del anillo
final del inyector.
5.3.2.4.
Deflectores
El suministro de deflectores de cada turbina incluye lo siguiente:
 Dos (2) deflectores, uno por cada inyector, incluyendo sus bordes de ataque removibles,
sus vástagos de transmisión y cojinetes, entre otros.
 Un mecanismo de accionamiento de los deflectores.
 Un servomotor para el mecanismo de accionamiento.
 Plantillas metálicas en acero inoxidable para los perfiles de las toberas.
 Todos los dispositivos especiales para el izaje, el montaje y el desmontaje de los
componentes desmontables, y para la alineación vertical y horizontal de los inyectores
durante el ensamblaje o el mantenimiento.
Los deflectores deben estar montados en cojinetes auto lubricados a la salida de la tobera y serán
actuados por ejes los cuales estarán conectados a un mecanismo accionado por un servomotor.
El deflector normalmente se mantendrá fuera de interferencia con el chorro, y en caso de rechazo de
carga, debe desviar completamente el chorro de los cangilones.
El deflector deberá ser reemplazable desde la plataforma de inspección sin necesidad de remover
cualquier parte del mecanismo de operación.
25
Todos los deflectores serán activados simultáneamente por un solo servomotor mediante un
mecanismo de accionamiento externo a la turbina.
Habrá indicación visual de la posición del deflector.
El mecanismo debe tener la posibilidad de ajustes finos para lograr el posicionamiento exacto de los
deflectores en cada tobera. De igual forma el mecanismo de accionamiento de los deflectores debe
contar con limitadores de carrera ajustables y un dispositivo para bloqueo manual en posición abierta
para impedir accidentes durante las labores de mantenimiento. El bloqueo debe tener señalización de
máquina detenida e impedirá la secuencia de arranque cuando está activado.
Los anillos y sellos deben ser resistentes al aceite a utilizar en el equipo.
En los extremos de los servomotores se deberán incorporar acoples rápidos que servirán para
mediciones en sitio durante las pruebas. Los manómetros respectivos deben ser suministrados junto
con los servomotores.
El cilindro debe ser provisto de válvulas de drenaje, conexiones para manómetros y venteo en cada
extremo.
El servomotor deberá someterse a prueba hidrostática al 150% de la presión de operación.
El servomotor debe tener una escala con un indicador para mostrar la carrera del pistón en
porcentaje.
El servomotor debe ser equilibrado por medio de resortes u otros medios adecuados, tal que cuando
halla caída de presión del aceite a un valor mínimo especificado, el deflector tenga capacidad para
desviar el chorro completamente.
El servomotor debe ser capaz de operar los deflectores de las toberas con la mínima presión de
aceite en el regulador de velocidad, bajo condiciones de máxima caída y máximo caudal de la
turbina.
El servomotor debe ser capaz de operar los deflectores en la apertura, en un tiempo ajustable de 2 a
30 segundos y en cierre en un tiempo de 2 a 6 segundos con la mínima presión de aceite en el
regulador, bajo la máxima caída. Las válvulas o dispositivos reguladores de flujo para la apertura y
cierre deberán estar directamente adosados a la culata del servomotor.
Los materiales a utilizarse deberán cumplir con lo siguiente:
 El vástago del servomotor será manufacturado de acero forjado recubierto con cromo
duro.
 El cilindro se fabricará de acero fundido o rolado con su interior revestido con cromo
duro.
 Todos los puntos rotativos deben estar provistos de cojinetes de bronce auto lubricado.
 La cabeza del deflector ("deflector head"), la cual tiene contacto con el agua, debe tener
un arista de corte ("edge") intercambiable y de acero inoxidable X5 Cr-Ni 13-4.
 El eje del deflector debe ser fabricado con acero inoxidable forjado o rolado en caliente,
con bujes o cojinetes auto lubricados removibles.
26
5.3.2.5.
Tubería de Distribución
Para cada turbina, este suministro incluye los siguientes componentes:
 Tubería de distribución segmentada a lo sumo en cuatro (4) partes bridadas.
 Los aditamentos de soporte, sujeción, posicionamiento y nivelación de la tubería de
distribución. Esto incluye los gatos, pernos, tensoras y demás elementos para lograr la
sujeción y anclaje adecuado del distribuidor.
 Una válvula de vaciado de tipo compuerta bridada a la parte baja de la entrada de la
tubería de distribución con su tubería y elementos de unión y soporte. La válvula de
compuerta tendrá un operador mecánico de engranajes para facilitar su apertura y cierre.
El diámetro de la válvula y de la línea de vaciado será de al menos 150 mm.
 Cuatro tomas piezométricas de acero inoxidable para medición de presión en la tubería
de distribución y para el cálculo de la altura neta, todo de acuerdo a los lineamientos del
estándar IEC 60041. Los transductores tendrán señales en lazos de 4-20 mA para la
presión de la tubería que deberán estar disponibles para el sistema de control de la
planta, específicamente en el Tablero de Indicación de Presión de la Turbina (T.I.P.T.) y
al Tablero de Control de Unidad TCU.
 Dos tomas para conexiones G 1” en la entrada de cada tubería de distribución en acero
inoxidable a efectos de introducir en cualquiera de ellas los sonda extractora de agua
para efectuar la medición de la temperatura a la entrada de la turbina, para las pruebas de
eficiencia con el método termodinámico. Su ubicación y diseño deberá estar de acuerdo
con el International Electrotechnical Commission (IEC) 60041. Ambas tomas deben
venir con tapones roscados de acero inoxidable.
La tubería de distribución comprende desde la brida aguas abajo del manguito de conexión (tubo con
junta de expansión) de la válvula esférica, hasta cada una de las bridas de conexión de la tubería con
las toberas.
Para las soldaduras y para la prueba hidrostática se aplicarán las normas de aceptación incluidas en
el código de Calderas y Recipientes de Presión de la ASME, sección VIII, última edición.
Para su transporte al sitio, la tubería de distribución podrá ser divido en no mas de 4 partes, tal que
se cumplan las limitaciones de transporte. Las secciones deben estar provistas de tacones para
nivelación durante el montaje y orejas para el izaje. Las secciones se unirán mediante acoples
bridados.
Deberá haber una coordinación efectiva para que las bridas de acople entre el manguito de la válvula
de admisión y la tubería de distribución coincidan. El extremo del manguito aguas abajo contará con
una junta de expansión apropiada, que permita el desmontaje de la válvula de admisión y los
desplazamientos propios de la válvula de admisión. Todas las bridas de acoplamiento a la válvula de
admisión serán debidamente taladradas y terminadas en fábrica, y deben incluir con los pernos,
tuercas y empaques necesarios para su instalación en el sitio.
27
La tubería de distribución debe diseñarse para que la pérdida por presión y los daños por erosión o
cavitación sean mínimos.
En la parte más baja de la tubería de distribución se incluirá una válvula tipo compuerta de 150 mm
de diámetro con un mecanismo de engranaje para facilitar su apertura y cierre. Dicha válvula será
adosada a una conexión bridada directamente a la tubería. El suministro de este drenaje incluye la
tubería en acero inoxidable y la soportería que drenará al canal de la restitución.
La tubería de distribución deberá ser diseñada para resistir las condiciones de golpe de ariete y para
la aplicación de la presión de prueba hidrostática a 1.5 veces la presión de diseño. La tubería de
distribución será armada completamente en la fábrica, y además sometida a la prueba de presión
hidrostática en fábrica al 150% de la presión de diseño.
Para el diseño del distribuidor, además de lo establecido en ASME Sección VIII, Div.I. I, la tensión
en la chapa de acero no deberá exceder un medio (1/2) del esfuerzo mínimo de fluencia y asegurar el
100% de eficacia de las uniones. El espesor calculado para las cargas máximas de diseño, deberá ser
aumentado en 3.0 mm como protección contra la corrosión.
Otros criterios de diseño son los siguientes:
 Número de inyectores: 2.
 Presión de diseño: 580 m.c.a.
 Prueba hidrostática: 870 mca durante 2 horas a probarse en fábrica.
Las secciones de la tubería deben ser de placa de acero roladas en ASTM A 516, soldadas y tratadas
térmicamente, de tamaño adecuado para el transporte y montaje y con todo el trabajo de maquinado
terminado. Queda a criterio del ICE la aprobación de otro material propuesto por el
CONTRATISTA de la tubería de distribución.
Tanto para la toma de presión como la toma para los drenajes, las tuberías deben ser en acero
inoxidable.
5.3.2.6.
Carcasas de Turbinas
Este suministro incluye para cada turbina, lo siguiente:
 La carcasa de la turbina ("Turbine Cover") de cada unidad en plancha de acero, que se
refiere a la estructura completa de la tapa de turbina que incluye los cobertores de rodete
con sus laberintos y todos los elementos de anclaje o fijación a la estructura del concreto
y losa.
 Todos los pernos, bridas, bulones, tuercas y arandelas necesarias para la instalación en
sitio de cada carcasa.
 Cáncamos o tornillos de ojo y tapones roscados para los agujeros existentes para izaje de
los inyectores y para su posicionamiento.
 Pintura adicional para retoques y reparaciones correspondiente al menos para un 15% de
la superficie completa de las carcasas de ambas turbinas.
28
El CONTRATISTA debe tomar en cuenta que se requiere cambiar toda la parte superior y externa
de la carcasa por lo que la estructura nueva deberá unirse al blindaje inferior existente con una junta
adecuada. En la parte del blindaje inferior debe en lo posible de utilizarse los ductos y conexiones
existentes a fin de no modificar la estructura actual. La coordinación, diseño, materiales y ejecución
del trabajo de acople entre la estructura nueva y la que no se cambia es responsabilidad del
CONTRATISTA.
El revestimiento de las partes del foso inferior de cada turbina que se requieran cambiar se fabricará
en placa de acero reforzado y será de al menos de 12.5 mm de espesor.
Las soldaduras deben cumplir los requerimientos que para tal efecto establece la norma AWS.
La carcasa de la turbina tendrá una estructura metálica o tapa de plancha de acero soldada que se
constituye en el techo del foso y que se ubica sobre el rodete que permitirá el mantenimiento del
rodete sin extraer la carcasa.
En la carcasa la turbina se soportará un cobertor con sellos laberínticos donde se requieran. Todas
las superficies que requieran ajuste de precisión, serán mecanizadas para su condición final en
fábrica.
La carcasa de la turbina y el concreto de su exterior deben tener las perforaciones o ventanas
necesarias para el paso de los vástagos de accionamiento de los deflectores, de las tuberías de aceite
y de agua para los servomotores de los inyectores y para los cojinetes respectivamente.
La carcasa será armada en fábrica y transportada al sitio completamente terminada con todas sus
previstas. En caso de que, por razones de transporte, la carcasa sea seccionada, el número de partes
no deberá ser mayor a dos (2) y se utilizarán uniones mediante pernos.
La tapa de la turbina y la carcasa exterior deben ser lo suficientemente rígidas para absorber las
vibraciones generadas durante las diferentes condiciones de operación, incluyendo el rechazo de
carga.
El diseño de la carcasa de la turbina y sus armaduras debe ser suficientemente rígido para evitar
desplazamientos peligrosos. Las frecuencias naturales de las estructuras constitutivas de la carcasa
deberán estar alejadas suficientemente de las frecuencias de vibración de la unidad en cualquier
condición posible de operación o de transitorio.
Para el diseño de la carcasa, los esfuerzos en la chapa de acero no deberán exceder un medio (1/2)
del esfuerzo mínimo de fluencia y asegurar el 100% de eficacia de las uniones. El espesor calculado
para las cargas máximas de diseño, deberá ser aumentada en 3.0 mm como protección contra la
corrosión.
Las soldaduras más críticas e inaccesibles, deben ser realizadas en fábrica y relevadas de esfuerzos
por tratamiento térmico. Todas las soldaduras críticas deben contar con procedimientos calificados y
serán sometidas a ensayos no destructivos.
El revestimiento del foso inferior de la turbina debe integrar los elementos de soporte de la
plataforma de inspección.
En diferentes zonas apropiadas del revestimiento o de la carcasa superior se dispondrán de
conexiones roscadas para que sean conectados pernos de ojo para un apropiado izaje y
29
posicionamiento de los inyectores en el foso. Estos agujeros roscados con pernos de ojo se
dispondrán en partes superiores, laterales o inferiores con tal de promover diferentes necesidades de
movilización de los inyectores y/o del rodete.
5.3.2.7.
Toberas de Frenado
Este suministro incluye, por cada turbina, lo siguiente:
 Una válvula de tipo compuerta, conectada mediante brida al manguito aguas arriba de la
válvula de admisión. Esta válvula de compuerta tendrá un operador mecánico de
engranajes para facilitar su apertura y cierre. Incluye los pernos, empaquetaduras y
protección galvánica.
 Una válvula de aguja bridada completa con elementos de obturación y sellado en acero
inoxidable. Esta válvula será accionada mediante aceite proveniente del sistema de aceite
a presión del regulador de la turbina.
 Tubería en acero inoxidable con bridas y pernos en acero inoxidable. Los soportes y
conexiones son parte del suministro y deberán estar aisladas eléctricamente para evitar
corrientes galvánicas.
 Boquilla bridada de frenado, cambiable, de acero inoxidable.
El sistema de frenado a contra chorro, consiste de una tobera dispuesta de tal forma, que envíe su
chorro hacia la parte posterior de los cangilones, para frenar el turbo grupo.
La boquilla de frenado debe ser reemplazable.
Este sistema debe contar con control automático y manual local desde un tablero instalado fuera del
foso inferior de turbina.
El agua que se utiliza en este sistema, se debe tomar aguas arriba de la válvula de admisión mediante
tubería de acero inoxidable. El agua que ingresa a la boquilla debe ser controlada mediante una
válvula de aguja operada por un servomotor accionado con aceite a presión desde el sistema de
regulación de la turbina.
Las señales de posición del servomotor del freno (aplicado / desaplicado / fuera de posición)
llegarán y serán presentadas en el tablero local, TCU y SCADA.
El sistema de frenado con la tobera se empleará en la secuencia de parada normal y de emergencia
de la turbina. El sistema de frenado a contra-chorro dejará de aplicarse cuando la velocidad de la
unidad se reduzca a un 15% de la velocidad nominal.
La tubería del sistema de frenado será de acero inoxidable AISI 304 o similar. La boquilla será de
acero inoxidable AISI 410 o similar. Los componentes de sellado, vástago y elementos de sujeción
de la válvula de aguja serán de acero inoxidable AISI 410 o similar.
5.3.2.8.
Plataforma del foso inferior
En el foso inferior de cada turbina, se instalará una estructura constituida por vigas del acero y dos
carriles de acero endurecido, que servirán para apoyar y guiar la plataforma de inspección y
mantenimiento. La plataforma tiene la función de permitir a los técnicos tener acceso al rodete.
30
Este suministro incluye para cada turbina, lo siguiente:
 La estructura de acero inoxidable.
 Todos los módulos de la plataforma removible, tipo parrilla
 Los pernos, tuercas, arandelas y demás accesorios de conexión.
La plataforma se compone de rejillas metálicas modulares de material resistente a la corrosión y al
tránsito pesado. La estructura de soporte con vigas y la plataforma deben ser diseñadas para soportar
el peso mayor. La estructura mediante vigas debe estar apoyada en el foso inferior de la turbina y
será fabricada con material resistente a la corrosión. La plataforma propiamente será desmontable
para su uso en inspección y mantenimiento.
5.3.2.9.
Accesorios de turbina
El suministro de los accesorios de las turbinas incluye lo siguiente:
 Barandillas, platinas, emparrillados, pasamanos y escaleras para cada turbina.
 Todos los componentes de izaje para instalar dentro de los fosos de cada turbina.
 Un (1) aparejo de cadena ("pull-lift") de una tonelada.
 Un (1) polipasto de dos toneladas.
 Una (1) catalina de una tonelada.
 Todos los pernos de ojo requeridos para izaje dentro de los fosos de ambas turbinas.
 Tuberías de sistema de drenaje de la tubería de distribución y tubería forzada.
 Conductos de aireación de cada turbina.
 Drenaje del foso de Turbina.
 Un soporte para el rodete Pelton para la sala de mantenimiento.
 Una placa de identificación para cada turbina de al menos 40 cm x 30 cm.
 Tomas de presión y sus correspondientes válvulas de cierre y los respectivos anillos
colectores (tubería doblada), para ser instalado en dos secciones de la tubería con el
propósito de las pruebas de eficiencia mediante el método Gibson.
 Todos los instrumentos, controles, manómetros, transductores, medidores y sensores de
nivel; relés, interruptores de límite, interruptores de posición, lámparas, tuberías,
válvulas y demás accesorios que sean complementarios y necesarios para el correcto
montaje, puesta en marcha, operación y mantenimiento de las turbinas.
Se suministrará el sistema de conductos que permita la aireación del foso de la turbina para romper
vacíos. Para evitar la propagación del ruido de la turbina se deberán tomar las medidas suficientes
para que se cumplan los requerimientos de ruido permisible de estas especificaciones. Estos
conductos serán fabricados en acero galvanizado.
31
6.
REGULADOR ELECTRÓNICO DE TURBINA
El CONTRATISTA deberá suministrar un regulador electrónico de turbina completo e
independiente para la Unidad 1 y uno para la Unidad 2.
6.1. REQUERIMIENTOS DE DISEÑO
El regulador electrónico de turbina deberá permitir un arranque fácil y sincronización con la red de
distribución eléctrica, así como paradas normales y paradas de emergencia ambas tanto en forma
local desde el Cuarto de Control de la Central, como en forma remota desde el Centro de Control
Energía (Centro de despacho). El regulador de velocidad incluirá todos los accesorios y dispositivos
necesarios para controlar la apertura y cierre de los inyectores, así como la operación de los
deflectores y la apertura y cierre de la válvula de admisión, todo lo anterior en coordinación con el
Tablero de Control de Unidad (TCU).
Este regulador electrónico permitirá el control de la turbina desde su propio panel local, desde la
Sala de Control, y desde el Centro Nacional de Control de Energía (CENCE) por medio de un
Control Automático de Generación (AGC).
6.1.1.1.
Estabilidad
La planta trabajará conectada a la red nacional, sin embargo el sistema de regulación deberá
controlar la velocidad y la estabilidad de la turbina operando a la velocidad nominal, operando sin
carga o cuando opera a la velocidad nominal conectada a una red aislada; a cualquier potencia hasta
el 100% de carga.
La magnitud de las oscilaciones de velocidad causadas por el sistema de regulación no debe exceder
0.15% de más o 0.15% de menos con el regulador de velocidad operando en velocidad sincrónica y
sin carga y cuando la caída de velocidad está entre 2% y 5%.
La magnitud de las oscilaciones de potencia causadas por el sistema de regulación no debe exceder
1.5% de más o 1.5% de menos de la capacidad de la turbina con el generador operando bajo carga y
en paralelo con otros generadores y cuando la caída de velocidad del generador está entre 2% y 5%.
6.1.1.2.
Tiempo muerto
El tiempo o transcurrido desde el cambio inicial de la velocidad al primer movimiento del
servomotor para un cambio repentino de la carga de más de 10% de la potencia nominal de la
turbina no deberá exceder 0.2 segundos.
32
6.1.1.3.
Banda Muerta de Frecuencia
La magnitud de la variación de velocidad para la cual no se registre ningún desplazamiento en los
servomotores, no deberá ser mayor de 0.02 % de la velocidad nominal a cualquier apertura de
agujas. Normalmente la banda muerta de frecuencia será de ±0.03 Hz.
El cambio mínimo en porcentaje de la velocidad normal de la unidad, para el cual el regulador de
velocidad responderá, está definido como la mitad de la banda muerta.
6.1.1.4.
Tiempo de operación de los Servomotores
Se suministrarán dispositivos para ajustar el tiempo de apertura y cierre de los servomotores durante
las pruebas del sistema con mínima presión en el tanque.
6.1.1.5.
Otras características
Otras características se listan a continuación:
 El ámbito de ajuste de velocidad debe cubrir el 85 % de la velocidad nominal para vacío
y ninguna caída de velocidad hasta el 105 % de la velocidad nominal con plena carga y
la máxima caída de velocidad.
 Ajustes de carga: desde 0 hasta la máxima sobrecarga permitida
 Ajuste del limitador de carga: desde 0 hasta la máxima sobrecarga permitida
 Ajuste de caída de velocidad de 0 % a 5 %.
 Ajuste de caída temporal de velocidad del 0 % a 150 %.
 Constante de tiempo de la caída temporal de velocidad de 0 a 30 segundos.
 Ámbito de ajuste banda proporcional de 0 a 20 %
 Ámbito de ajuste banda integral de 0 a 10 seg.
 Ámbito de ajuste banda derivativa de 0 a 5 seg.
 El regulador de velocidad debe operar en cualquier condición con los parámetros
necesarios para que sea estable con una carga aislada.
6.1.2. Condiciones de diseño
El regulador de velocidad tendrá características de operación estable y exacta; de alta sensibilidad y
respuesta rápida. Su construcción permitirá que la inspección y el mantenimiento del equipo se
puedan realizar fácilmente.
El regulador de velocidad implementará la operación de las unidades como condensador sincrónico.
El regulador de Velocidad debe permitir lo siguiente:
 Permitir el turbo-grupo opere establemente con una carga aislada. Además deberán
operar adecuadamente con las máquinas interconectadas al sistema nacional, en este caso
33
la velocidad de respuesta debe ser alta de manera que regulen por medio del control
automático de generación, o con cambios locales en la consigna de potencia ejecutados
por el operador.
 Permitir el arranque local y remoto, parada, sincronismo de la turbina, como también la
parada de emergencia. Deberá operar bajo la modalidad de arranque en negro.
 Permitir el control individual (manual y automático) de las agujas para lograr la
optimización de la operación. El control automático de las agujas deben controlar la
posición y numero de agujas con el fin de que la turbina funcione a la mejor eficiencia
posible. Los cambios en el número de agujas en operación no deben provocar cambios
en la velocidad o la potencia cuando se opera en condición aislada.
 Prever que las constantes de tiempo y otros parámetros del alcance de la unidad
electrónica no limiten las constantes de tiempo total, banda muerta, etc., del sistema de
regulación.
6.1.3. Estándares y códigos
Los estándares generales para diseño de algunos equipos de turbina y sus auxiliares se incluyen en
las Especificaciones Técnicas Generales. Estándares específicos, guías y códigos para componentes
de la turbina serán establecidos en artículos específicos de esta especificación.
El regulador de velocidad debe cumplir con los requerimientos generales indicados en la última
edición de la norma IEC 60308.
6.2.1. Componentes
El suministro debe incluir, pero sin limitarse a, los siguientes componentes:
Componentes
Cantidad
(1)
Unidad de Regulación
electrónico PID)
Electrónica
(tablero
del
regulador Dos (2) conjuntos
(2)
Sensores de velocidad a ser instalados en el eje
Dos (2) conjuntos
(3)
Sensores de Potencia
Dos (2) conjuntos
(4)
Computadoras portátiles para programación del Regulador de Un (1) conjunto
Velocidad
(5)
Enlace óptico para conectar el regulador electrónico de turbina con Dos (2) conjuntos
el Sistema de Control
(6)
Tubería, alambrado, cables y accesorios para el cableado
Dos (2) lotes
34
(7)
Todos los instrumentos, controles, manómetros, sensores de nivel, Un (1) lote
relés, interruptores de posición, límites de carrera, iluminación,
tubería, válvulas y otros accesorios.
6.2.2.1.
Unidad de Regulación Electrónica
La unidad de control electrónica será digital, con microprocesador y algoritmo de control con
funciones PID (acción proporcional, integral y derivativa). El programa (Software) de control deberá
residir en memoria no volátil y memoria de lectura y escritura (RAM) que utilice para las
operaciones que requiera y deberá ser del tipo estático.
No se aceptarán reguladores de velocidad cuyo medio de programación este permanentemente
ubicado en el cubículo del regulador de velocidad y no se pueda remover.
La memoria donde esté almacenado el programa de control deberá contar con espacio suficiente para
poder implementar acciones de control adicionales a futuro a las implementadas en el regulador de
velocidad.
Cada regulador de velocidad deberá contar con un medio de monitoreo que opere tanto con la
Turbina en línea o fuera de ella, por medio del cual se pueda acceder al programa de control y sea
posible supervisar las variables internas que procesa el microprocesador tales como:
 Consigna de velocidad,
 Velocidad de la turbina,
 Consigna de potencia,
 Potencia de la turbina,
 Control automático de las agujas,
 Consigna para el nivel agua de la toma,
 Nivel de la toma,
 Caída permanente de velocidad,
 Caída temporal de velocidad,
 Parámetros de la parte proporcional, integral y derivativa.
El regulador de velocidad deberá proveer comunicación serial para conectarse con el Tablero de
Control de Unidad (TCU), utilizando para ello un protocolo de comunicación de amplio uso en la
industria como Profibus o Ethernet TCP/IP por medio de fibra óptica, según se muestra en el
diagrama RM-SC01.
El protocolo de comunicación a utilizarse será definido posterior a la adjudicación. A través de este
enlace se tendrá un control completo del regulador de velocidad de turbina, tanto las indicaciones
como los mandos y alarmas se transmitirán o recibirán en forma serial hacia/o desde los equipos que
lo requieran por este enlace.
35
Todas las señalizaciones, mandos y alarmas, se tendrán disponibles como contactos libres de
potencial o lazos de 4-20 mA
Todas las salidas del regulador de velocidad para la activación de las variables de la unidad serán a
través de relés de interfase conectados en regleta.
Las variables críticas estarán enclavadas mediante contactos de los dispositivos de detección y
protección, para evitar accionamientos accidentales.
Los convertidores del tipo digital analógicos y analógicos digital que el regulador de velocidad
requiera para detectar y generar las señales necesarias para el control de la turbina, deberán tener la
resolución necesaria para que el regulador de velocidad cumpla con todas las características
operacionales que se solicitan.
El cambio de parámetros para el ajuste de la respuesta del regulador de velocidad se deberá realizar
con el turbo grupo operando en línea o en vacío.
La memoria de tipo RAM será sobre-dimensionada de forma tal que también permita implementar
acciones de control adicionales a futuro. En caso de falla general de alimentación, deberá existir una
rutina de iniciación que garantice y supervise que todos los sistemas de la turbina estén o se lleven a
la condición de unidad detenida.
El Regulador de velocidad debe incorporar el control de nivel en sus algoritmos de control. Para esto
recibirá señal eléctrica de 4-20 mA proporcional al nivel del embalse proveniente del Tablero de
Control Común el que a su vez la recibe mediante los equipos de comunicaciones por enlace de
microonda. En caso de que el enlace se interrumpa o que el transductor se dañe el TCC enviará 0
mA en la señal de nivel lo cual esta fuera del rango normal de la señal y el Regulador de velocidad
tomará en cuenta en su programación
La parte frontal del cubículo deberá tener los siguientes indicadores:
 Velocidad de la turbina.
 Frecuencia del generador (con transductor propio).
 Control automático de las agujas.
 Consigna de potencia.
 Potencia de la turbina (con transductor propio).
 Consigna de frecuencia.
 Nivel de Toma de Agua.
6.2.2.2.
Sensores de Potencia y Velocidad
En cada una de las turbinas se usará un transductor adecuado de tipo electrónico de estado sólido,
para la medición y control de la potencia y la velocidad de la turbina. El CONTRATISTA dotará a
su equipo con un transductor de potencia que detecte en todo momento la potencia de salida de los
terminales del generador. Cada transductor entregará una señal analógica proporcional a la magnitud
medida.
36
Deberá asegurarse el correcto funcionamiento de los sistemas mencionados aún en el caso de
cortocircuito entre fases o súbita toma o rechazo de carga.
El CONTRATISTA suministrará una placa para montar la unidad que detectará la velocidad y
potencia y los cables que van al gabinete de terminales del generador.
Se deberá proveer un dispositivo de detección de velocidad independiente del PLC del regulador de
velocidad de velocidad. Este dispositivo sensor de velocidad proveerá relés de salida para indicar
deslizamiento (“creep"): 0%, 25%, 45%, 90%, sincronismo, 115%, 140% de velocidad de turbina.
Adicionalmente deberá proveer contactos suficientes para indicar mala operación o falla del
dispositivo sensor de velocidad.
6.2.2.3.
Computadores tipo "notebooks"
El CONTRATISTA deberá suministrar una (1) computadora portátil para ser utilizada en la Planta.
Contará con las características mínimas establecidas más abajo, y considerando cumplir con las
especificaciones prevalecientes en el mercado de las "notebooks" a la fecha del suministro
propiamente:
Procesador: Intel Core 2 Duo y2 MB. de Caché L2 mínimo.
Memoria RAM: 4 GB.
Pantalla: a color XVGA., 15”, matriz activa.
Vídeo: Acelerador gráfico con 250 MB mínimo de memoria de vídeo.
Disco Duro: 200 GB incorporado.
Medios de almacenamiento externo:

Una llave de memoria USB 2.0 de 16 GB o más.

Una unidad externa USB2.0 con disco duro 2.5” de 500 GB.
Unidad de disco compacto DVD–RW incorporada
Juego de multimedia y Fax / Modem: PCMCIA de 56kbps, V90.
Tarjeta de Red Ethernet.
Tarjeta de red inalámbrica IEEE 802.n.
Con conexion Bluetooh incorporada.
Una salida de video y cuatro salidas para USB.
Con Docking station que incluya puerto paralelo y serial, como mínimo.
Sistema Operativo incluido: Micro Soft Windows®.
Accesorios: estuche de cuero, cables, cargador, accesorios con llave anti-vandalismo, etc.
Computadora de alta resistencia al impacto con especificación grado industrial.
La garantía de este equipo será la misma que la establecida para el resto del suministro.
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Además de la "notebook" con sus accesorios, se suministrarán todos los softwares con licencia para
mantenimiento e ingeniería de los equipos incluidos dentro del Sistema de Regulación de la Turbina,
estos softwares deberán ser capaces de operar en modo On-line y en modo Off-line con el equipo.
7.
SISTEMA DE SUMINISTRO DE ACEITE A PRESION
El CONTRATISTA proveerá un sistema de suministro de aceite a presión para cada unidad. Este
sistema proporcionará el aceite y los equipos requeridos para la regulación hidráulica de las turbinas,
de los deflectores, de las válvulas de admisión y de los inyectores de frenado, entre otros.
El sistema de suministro de aceite a presión debe tener la capacidad de proporcionar el aceite
requerido por los inyectores, los deflectores, la válvula esférica de entrada y del inyector de frenado
de cada turbina.
Este sistema hidráulico será diseñado para funcionar de una manera satisfactoria y confiable,
inclusive con la mínima presión posible de trabajo y para soportar de forma segura la máxima
presión posible del sistema.
La presión del trabajo del sistema de suministro de aceite a presión será de 100 bares o menos.
El sistema de suministro de aceite a presión debe ser diseñado para operar al menos durante cinco
(5) minutos después de una pérdida de la alimentación eléctrica de dicho sistema.
Cada una de las bombas de cada sistema de suministro de aceite a presión debe tener una capacidad
(litros por minuto), que corresponda al volumen combinado de las siguientes operaciones, por
minuto:

tres (3) ciclos completos de apertura – cierre de los servomotores de las agujas de una
turbina, o una (1) carrera de apertura de la válvula de admisión de la turbina, el que resulte
mayor.

una (1) carrera de cierre del servomotor de los deflectores,

una (1) carrera de cierre de la válvula de derivación de la válvula de admisión de la turbina, y

una (1) carrera de apertura del inyector de frenado de turbina.
Los acumuladores de aceite a presión para cada sistema deben tener una capacidad, contando desde
el nivel mínimo de operación, de al menos el volumen combinado de las siguientes operaciones:

cinco (5) ciclos completos de apertura – cierre de los servomotores de las agujas de una
turbina,

dos (2) ciclos completos de apertura – cierre del servomotor de los deflectores.

una (1) carrera de apertura de la válvula de admisión de turbina,
38

un (1) ciclo completo de apertura – cierre de la válvula de derivación de la válvula de
admisión, y

un (1) ciclo completo de apertura – cierre del inyector de frenado.
7.2. PRODUCTOS Y MANUFACTURA
7.2.1. Componentes
El sistema de suministro de aceite a presión de cada turbina consiste en los siguientes componentes:
Componentes
Cantidad
1.
Tanque sumidero colector de aceite.
dos (2) conjuntos
2.
Bombas de aceite.
dos (2) conjuntos
3.
Acumuladores de aceite a presión (con membrana, nitrógeno y
accesorios).
dos (2) conjuntos
4.
Actuador Electro-hidráulico (Válvula proporcional)
dos (2) conjuntos
5.
Válvulas hidráulicas, enclavamientos y otros accesorios.
dos (2) lotes
6.
Tuberías y accesorios relacionados.
dos (2) lotes
7.
Los instrumentos necesarios y complementarios, los controles,
los manómetros, los medidores de nivel, los relés, los
interruptores de posición, los interruptores de límite,
iluminaciones; la tuberías adicionales, las válvulas y demás
accesorios.
dos (2) lotes
8.
Aceite requerido para la limpieza (flushing), para la primera
carga y los ajustes en Puesta en Marcha.
120 % del total
requerido
7.2.2.1.
Tanque sumidero colector del aceite
El tanque sumidero de aceite debe cumplir con los siguientes requerimientos:
Debe tener un volumen de almacenamiento útil de al menos un 10% mayor que el volumen de aceite
combinado de la tubería, acumuladores y servomotores, mas el volumen mínimo de capacidad. El
volumen mínimo de almacenamiento no deberá ser menor que el 40% del volumen total de aceite
contenido en el sistema.
Debe ser provisto de un sistema de enfriamiento del aceite con enfriadores agua-aceite que serán
localizados fuera del tanque. Se deberán proveer dos enfriadores, uno de operación normal, otro para
reserva.
39
Debe poseer un sistema de control de temperatura del aceite.
El tanque sumidero deberá poseer conexiones para un sistema móvil de filtrado, centrifugado,
purificación y vaciado.
Se contarán con sensores de flujo del aceite y del agua de enfriamiento. Se prefiere que el aceite sea
impulsado por una bomba independiente la cual contará con una bomba de reserva del tipo de
desplazamiento positivo.
Debe haber un sensor de temperatura para indicación y alarma por alta temperatura de aceite.
Deberá estar provisto con aberturas de acceso adecuadas, con empaquetaduras resistentes al aceite y
con un filtro con tamiz de malla fina, el cual será fácilmente removible para su limpieza.
El interior del tanque deberá estar libre de fisuras, uniones abiertas u orificios ciegos y las uniones
deberán ser soldadas.
Debe contar con un indicador visual de nivel de aceite del tipo tubular transparente, intercambiable,
protegido contra quebraduras accidentales y con válvulas manuales colocadas en sus extremos para
bloquear fugas en casos de quebraduras.
Debe contar con sensores de nivel de aceite del tipo flotador con interruptores de nivel para indicar y
enviar alarma por nivel alto y nivel bajo, o disparo por muy bajo nivel.
Debe contar con un sensor de humedad de aceite.
Todos los dispositivos que requieran ajustes deben ser localizados fuera del colector.
Tendrá conexiones de llenado con un colador de filtros de cedazo fino removibles para limpieza y
conexiones para drenaje de 38 mm de diámetro como mínimo y conexiones para circulación de
aceite a través de un purificador de aceite. También será provisto con un adecuado deshumidificador
con filtro de aire y un detector de humedad en el aceite.
Las llegadas de todas las líneas de retornos de aceite al tanque serán ubicadas bajo el nivel mínimo
de aceite del tanque.
Toda soldadura en el tanque será de penetración completa para prevenir posible entrada de
sustancias extrañas dentro del tanque.
En el tanque debe disponerse una válvula apropiada para venteo y para asumir el desbalance de
entrada y salida de aceite. Esta válvula debe de contar con filtro de aire.
Debe contar con un sistema de filtros dobles de aceite con elementos de filtrado adecuados para
eliminar las partículas o materiales sólidos no deseados en el aceite. Los elementos de filtrado se
podrán cambiar con la máquina operando. Se debe incluir un detector de presión diferencial que
envíe señal al TCU.
Debe contar con un respiradero con sistema de filtrado y deshumidificador. El material desecante
para la deshumidificación será del tipo con indicación por cambio de color, el cual deberá ser
reciclable y fácilmente reemplazable.
40
7.2.2.2.
Bombas de aceite
El sistema de suministro de aceite a presión deberá estar provisto de dos bombas de aceite idénticas
una a la otra (una principal y otra de reserva), dispuestas en paralelo, del tipo vertical, estructura
completamente cerrada, de tornillo, para un régimen de operación continuo y con capacidad
suficiente para la operación normal del sistema. Serán ubicadas sobre el tanque sumidero y
dispondrán de filtros en la succión.
Cada bomba deberá estar conectada directamente a un motor trifásico (AC), de baja corriente de
arranque; diseñado para arranque directo a plena tensión de línea. Los motores de las bombas serán
construidos conforme a las normas NEMA MG 1, rotor de jaula de ardilla y aislamiento clase F;
para conexión 460 VAC y 60 Hz.
Las bombas funcionarán alternándose en forma automática tal que ambas tengan un desgaste similar
y ambas pueden ser seleccionadas como principal o como de reserva. La bomba que se encuentre en
reserva entrará automáticamente cuando falle la bomba que esté en servicio, y se enviará señal de
falla al tablero de alarmas.
Cada motor deberá proveerse con amperímetros, contador de horas de operación e indicación
luminosa de funcionamiento, localizadas en el tablero CCM respectivo.
Deberán incluirse todos los dispositivos eléctricos de control y protección necesarios para la
apropiada operación de las bombas y todos los aditamentos que sean necesarios para su control
automático.
Será provista también una válvula de alivio de capacidad suficiente para dejar pasar el caudal total
de descarga de la bomba si la sobre presión excediera un 10% de la presión normal del acumulador
de presión.
El equipo de control permitirá el arranque de las bombas hasta velocidad nominal antes de aplicar la
carga de las bombas. Este control igualmente permitirá la descarga de las bombas antes de la
desconexión eléctrica de los motores.
En caso de falla de ambas motobombas se deberá producir el paro de emergencia de la turbina.
En la descarga de las bombas deben colocarse válvulas anti-retorno para prevenir flujos inversos
desde el acumulador de presión de aceite y un manómetro por cada bomba.
Se debe proveer un control para recuperación automática de presión del aceite del tanque para
cuando la unidad esté detenida.
En la succión de las bombas se instalarán filtros de malla de al menos 150 micrones, que sean
aprobados por el fabricante de las bombas.
7.2.2.3.
Acumuladores de aceite a presión
Cada sistema de suministro de aceite a presión tendrá un número adecuado de acumuladores de
aceite a presión, con suficiente capacidad de compensación de presión y con la suficiente capacidad
41
para satisfacer los requerimientos establecidos. Los acumuladores serán construidos de acuerdo con
ASME, sección VIII, división I, en su última edición.
El sistema constará de una batería de no menos de cuatro (4) acumuladores de membrana con
nitrógeno por unidad, todos idénticos, tales que aseguren que en caso de que uno de los
acumuladores salga de operación, el funcionamiento del regulador no se verá afectado.
El sistema de acumuladores deberá contar, entre otros, con lo siguiente:
 Las debidas conexiones y accesorios para que cada acumulador de forma individual
pueda ser drenado de aceite o vaciado de nitrógeno, sin afectar al resto de la batería.
 Una válvula de aislamiento de cada acumulador a la línea de distribución de gas.
 Válvulas de aislamiento de cada acumulador para las líneas de distribución de aceite.
 Un manómetro con escala en bares.
 Una válvula de alivio por cada tanque para seguridad operativa, con descarga al tanque
sumidero. Esta válvula debe contar con empaques resistentes al aceite.
 Una válvula de flotador que impide al acumulador vaciarse completamente, por debajo
del nivel mínimo establecido.
 Una válvula manual para el vaciado de aceite.
 Una línea de distribución de aceite a alta presión.
 Una línea de distribución de aceite para drenaje.
 Interruptores de alarma y disparo de la unidad por baja y alta presión, y de comprobación
de presión para la condición de arranque; además de un transductor de presión.
El suministro de este sistema también incluirá lo siguientes componentes para rellenar el nitrógeno
de los tanques:
 Un equipo de llenado de nitrógeno portátil consistente en un recipiente comercial lleno
con nitrógeno a la máxima presión disponible en el mercado nacional;
 Una bomba elevadora de presión "booster" para el trasiego y los accesorios adecuados
dentro de lo disponible en el mercado nacional.
 Instrumentación completa para comprobar que la cantidad de nitrógeno dentro de los
acumuladores es la adecuada; incluyendo todos accesorios correspondientes.
7.2.2.4.
Actuador electro-hidráulico (válvula proporcional)
Este actuador deberá detectar las señales de regulación electrónica proveniente de la unidad
electrónica del regulador de velocidad, convertirla y amplificarla en desplazamientos mecánicos a
través de amplificadores electro-hidráulicos y además compensarlas por medio del sistema de
retroalimentación.
Este actuador electro-hidráulico deberá contener los actuadores propiamente dichos, las válvulas de
distribución principal y los dispositivos de control eléctricos y óleo-hidráulicos requeridos para la
operación manual y automática desde el cubículo de control y operación manual en sitio.
42
Es necesario disponer de un actuador y una válvula de distribución principal con los dispositivos
eléctricos y óleo-hidráulicos asociados para controlar el aceite que es enviado a los servomotores.
El actuador principal del regulador hidráulico de turbina lo constituye la válvula proporcional, la
cual consistirá en una válvula de control proporcional para presión y caudal.
El control electrónico para el transductor de posición del cursor ("spool"), para los lazos y para los
transductores de presión serán partes integrales de la válvula.
El sistema de pilotaje será del tipo ServoJet© o similar a criterio del ICE.
La válvula proporcional debe permitir una recuperación del aceite de fugas para promover el ahorro
energético.
La válvula deberá operar aún con bajas presiones de pilotaje, tales como 20 bares.
En caso de una falla en la señal eléctrica, el cursor (“spool”) debe moverse a una posición adecuada
con una retroalimentación mecánica.
El voltaje de alimentación estará de acuerdo con lo establecido en las Condiciones Técnicas
Generales.
La válvula proporcional tendrá un manómetro local en la entrada principal de aceite y se dotará un
medio con válvulas manuales para facilitar la purga del sistema incluyendo los servomotores
principales.
El actuador o válvula proporcional y los servomotores principales deberán estar diseñados para
cumplir con las características requeridas del regulador de turbina, y garantizar una operación
confiable y adecuada bajo cualquier condición de carga de la turbina.
7.2.2.5.
Válvulas hidráulicas, enclavamientos y otros accesorios
Las válvulas del regulador hidráulico de cada turbina deberán estar diseñadas para cumplir con las
características establecidas del regulador de velocidad y garantizar una operación confiable y
adecuada bajo cualquier condición de carga de la turbina.
Las líneas de aceite a presión que alimenta los servomotores de las toberas tendrán un enclavamiento
hidráulico con el bloqueo mecánico del mecanismo de accionamiento de los deflectores, de tal forma
que si el bloqueo está aplicado, las toberas no podrán ser accionadas hidráulicamente.
La línea de aceite a presión que alimenta los servomotores de las válvulas de admisión tendrá un
enclavamiento hidráulico con las válvulas de control de posición de los sellos, de tal forma que si los
sellos están aplicados, los servomotores no se podrán accionar hidráulicamente.
La línea de aceite a presión que alimenta los servomotores de las toberas tendrá un enclavamiento
hidráulico con el dispositivo mecánico de sobre-velocidad, de tal forma que si el dispositivo se
activa por sobre-velocidad, las toberas se cerrarán en paro de emergencia. Este dispositivo de sobrevelocidad debe ser rearmado para que se elimine el bloqueo y pueda darse la secuencia de arranque.
43
La línea de aceite a presión que alimenta los servomotores de las toberas tendrá un enclavamiento
hidráulico con la apertura de la válvula de aguja de la tobera de frenado de la turbina, de tal forma
que si la válvula se abre, las toberas se cerrarán en paro de emergencia.
Existirán dispositivos de cierre de emergencia de accionamiento manual y eléctrico.
Las válvulas de control hidráulico de los servomotores de las agujas, de la válvula de la tobera de
frenado, del mecanismo de accionamiento de los deflectores y de los servomotores de la válvula de
admisión, deben contar con enclavamientos mecánicos para las posiciones intermedias que sirvan
para efectos de mantenimiento.
El regulador debe contar con una válvula hidráulica con posibilidad de accionamiento manual que
garantice el cierre de las agujas en caso de paros de emergencia y pérdida de la señal eléctrica del
transductor hidráulico.
También deberá suministrarse un medio manual que permita y garantice el cierre de válvula de
admisión en caso de pérdida de presión de aceite de control del regulador.
El regulador de turbina contará con un sensor de tipo magnético y banda dentada que mida la
velocidad de giro de la turbina y envía la señal de disparo eléctrico cuando se alcancen valores
predeterminados de sobre-velocidad.
El regulador debe contar con válvulas hidráulicas que se puedan accionar eléctrica o mecánicamente
para bloquear la presión de aceite que alimenta los componentes de turbina y de válvula de
admisión.
Las válvulas de solenoide deben contar con enclavamientos mecánicos que permitan llevar a cabo
movimientos de los actuadores y servomotores de forma local, para efectos de mantenimiento y
pruebas.
7.2.2.6.
Transmisores de posición de inyectores
El enclavamiento estático de posición de los servomotores de la turbina es el componente que envía
la información del grado de apertura de los servomotores de las agujas de tobera y constituyen la
retroacción principal de la válvula proporcional. Este consiste en un transductor de posición, en el
cual se genera una corriente variable en función de la posición de los servomotores de la turbina.
Serán transductores de micro-pulsos, instalados uno en cada servomotor de las agujas de tobera.
Estos transmisores serán de alta resolución de hasta 0.001 dependiendo del procesador usado,
repetitividad y linealidad de las mediciones. Debe ser resistente a los golpes (100g/6 ms o mejor),
resistente a las vibraciones (12g, 10 – 2000 Hz o mejor), resistente a la contaminación al ruido
eléctrico; anti-desgaste, diseñado por IP 67 (IEC 60527).
7.2.2.7.
Tuberías y sus accesorios
El suministro del sistema de presión de aceite deberá incluir toda la tubería de interconexión y
accesorios requeridos entre el tanque sumidero, los acumuladores de aceite a presión y los
actuadores de turbina (servomotores de las agujas y los deflectores) y de válvula de admisión de
44
turbina. Todos los soportes, acoples y abrazaderas de pared requeridos para la tubería deberán ser
suministrados como parte de este suministro.
Las tuberías de aceite serán de acero inoxidable, doblado y con uniones bridadas. Se permitirán
uniones tipo Ermeto® para diámetros de tubería iguales o menores a los 25.4 mm (1”). Toda la
tubería deberá ser probada hidrostáticamente en sitio con una presión del 150% de la presión de
diseño y será sometida a un decapado antes de ser sometida a un circuito de limpieza ("flushing")
con aceite del mismo que se usará en operación.
7.2.2.8.
Actuadores y servomotores
Los siguientes actuadores y/o servomotores serán alimentados con el sistema de suministro de aceite
a presión de esta cláusula:
 Servomotores de los inyectores (seis o cinco según decida el oferente).
 Servomotor del mecanismo de los deflectores.
 Servomotores de la válvula de admisión de la turbina
 Actuador del inyector de frenado
8.
VÁLVULAS DE ADMISIÓN
El CONTRATISTA deberá suministrar, para cada turbina, una válvula esférica de admisión con
todos sus accesorios, tal como se describe a continuación. El CONTRATISTA deberá tomar en
cuenta la ubicación de las conexiones existentes en la tubería de presión para efectos de acoplar la
línea de derivación, alimentación de sellos o cualquier otra aplicación que requiera la válvula o la
turbina. Los elementos de acople a la tubería forzada deberán ser sustituidos por nuevos conectados
directamente a la tubería forzada y serán suministro del CONTRATISTA.
Las válvulas de la admisión serán del tipo esféricas, se instalarán entre la tubería forzada y la tubería
de distribución. La válvula de admisión deberá tener un manquito de interconexión aguas abajo. El
manquito deberá ser acoplado por medio de bridas al cuerpo de la válvula y por medio de una junta
deslizante a la tubería de distribución de la turbina.
La junta de expansión del manguito ubicado aguas abajo de la válvula de admisión servirá para
permitir un adecuado montaje y desmontaje del manguito propiamente. Igualmente esta junta
absorberá las cargas axiales de la tubería y los desplazamientos de la válvula de admisión.
La acción de apertura de la válvula se realizará por medio de energía óleo-dinámica proveniente del
sistema de suministro de aceite a presión, el cual accionará el servomotor requerido para levantar el
contrapeso. La acción de cierre se dará mediante palanca y contrapesa. El conjunto de accionamiento
consiste en un cilindro hidráulico conectado integralmente con el cuerpo, palanca y contrapeso, así
como toda la bulonería y demás elementos de máquina necesarios para la adecuada operación.
45
Como condición previa para la apertura de la válvula esférica, debe darse la igualación de presión en
ambos lados del obturador de la válvula, lo cual se hará mediante una línea de derivación. En la
operación normal, el cierre de la válvula esférica se condiciona a que todos los inyectores se
encuentren cerrados. Para el caso de cierre de emergencia, las válvulas esféricas de la admisión
deberán ser capaces de cerrarse contra el flujo máximo que pasa a través de la turbina.
La orden de apertura se dará en forma automática como secuencia de arranque. Sin embargo la
apertura debe poderse dar desde la sala de control y en forma local, desde el tablero de la válvula.
El mecanismo de accionamiento de la válvula esférica contará con un bloqueo mecánico para la
posición completamente abierta y otro para la posición completamente cerrada. El bloqueo de la
posición completamente abierta debe dar una indicación de alarma mediante un interruptor de límite
por si el bloqueo se activa.
El mecanismo de contrapeso para el cierre de la válvula será de suficiente capacidad para cerrar la
válvula con un mínimo de vibración y sobre-presiones y de forma continua bajo el caudal nominal y
de emergencia.
El movimiento de cierre deberá ser retardado convenientemente por medio de amortiguadores o
aditamentos semejantes instalados directamente contra la culata del servomotor. Estos
amortiguadores que pueden ser válvulas de regulación de flujo, serán del tipo ajustable y con llave
para su enclavamiento en la posición definitiva.
El diseño de la válvula debe ser tal que se minimicen las pérdidas por fricción del agua a través de la
válvula y los manguitos.
Las partes sujetas a desgaste, corrosión u otro tipo de deterioro, que requieran ajuste, inspección o
reparación, serán accesibles y dispuestas para ser removidas en forma conveniente cuando sea
necesario. Los pernos de fijación de todas las partes cambiables serán de acero inoxidable, cabeza
tipo allen y protegidos convenientemente contra el ataque galvánico y contra la erosión.
El diseño de la válvula será tal que se permita de forma fácil el cambio o reparación del sello de
servicio sin necesidad de vaciar la tubería forzada y bajo la protección del sello hermético de
mantenimiento.
La siguiente información se aporta para el diseño de la válvula de admisión y sus componentes:
Descripción
Dato
Numero de válvulas
2
Diámetro interno
850 mm
Caudal de diseño de cada válvula
4.5 m3/s
Caudal máximo de cada válvula
4.5 m3/s
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Caudal de emergencia
5.00 m3/s
Presión de diseño de la válvula
580 m
Presión de prueba hidrostática
870 m
Presión prueba estanqueidad
580 m
Altura bruta
463.2 m
Nivel línea de centro
1107.1 msnm
8.1.2. Criterios de diseño
8.1.2.1.
Factores de seguridad
Bajo ninguna circunstancia los tiempos de cierre deben ser tales que las presiones netas por golpe de
ariete sobrepasen la presión máxima permisible definida. Para el análisis de los transitorios
hidráulicos de turbina deberá considerarse el efecto causado por los cierres rápidos de los sellos de
operación. Por lo tanto, la velocidad de cierre de los sellos de operación queda limitada a este
análisis.
En ningún caso el esfuerzo unitario en los metales sobrepasará un medio (1/2) del límite de fluencia
del material considerándose la presión de diseño, cierre contra caudal, fuerzas de izaje y de
transporte, así como fenómenos temporales o cargas transitorios, entre otras cargas.
Bajo condiciones de cierre con caudal de emergencia o durante un sismo, la válvula debe ser capaz
de cerrar completamente sin problemas ni deformaciones peligrosas. En cualquiera de estas
condiciones se permitirá utilizar para el diseño un esfuerzo unitario de tres cuartos (3/4) del límite de
fluencia del material.
8.1.3. Materiales
Todos los materiales utilizados para la fabricación de los diferentes componentes del suministro de
las válvulas esféricas de la admisión deberán ser de primera calidad para asegurar una vida de
servicio seguro y una eficiente operación de los equipos. Todos los materiales deberán ser nuevos,
de reciente manufactura y libre de defectos. La calidad, La resistencia, la tolerancia y los acabados
deben cumplir con las especificaciones estándar en cada caso.
Materiales a utilizar:
Componente
Material
Cuerpo
StE 355 o ASTM A 537 clase 1 o 2 o
equivalente a criterio del ICE
Obturador
StE 355 o ASTM A 537 clase 1 o 2 o
equivalente a criterio del ICE
47
Ejes del obturador
X20 Cr13 o equivalente a criterio del ICE
Pernos de unión eje – obturador
25 Cr Mo 4 o equivalente a criterio del ICE
Pistas de deslizamiento de los sello
Recubrimientos AWS E309
Pernos de anclaje de los sellos
Acero inoxidable
Anillos de sello
ASTM A473 S41000
Asientos o contrasellos
ASTM A473 S304
Obturador, vástago y asiento de sellado de la ASTM A 743 CA 6 NM
válvula de aguja de la derivación
Manguitos de acople
StE 355 o ASTM A 537 clase 2 o
equivalente a criterio del ICE.
Nota: Todas las uniones roscadas entre materiales de diferentes potenciales galvánicos deberán estar
aisladas o protegidas para evitar la corrosión por este contacto.
8.2.1. Componentes
Este suministro consiste en los siguientes componentes
Componente
Cantidad
Válvulas de admisión tipo esféricas completas
dos (2) conjuntos
Elementos de anclaje de la válvula: placas de anclaje y nivelación,
pernos, tuercas, calzas, clavijas y resinas, entre otros.
dos (2) conjuntos
Pernos y tuercas de acople a las tuberías forzadas
dos (2) conjuntos
Tubos de acople con la tubería de distribución (manguitos de
acople aguas abajo)
dos (2) conjuntos
Pernos y tuercas de acople con los manguitos aguas abajo
dos (2) conjuntos
Sistemas de derivación de las válvulas de admisión
dos (2) conjuntos
Sistema de aplicación de sellos
un (1) conjunto
Tuberías, válvula y accesorios para el drenaje de la válvula de
admisión.
dos (2) conjuntos
Tuberías y accesorios para la aireación manual y automática de la
válvula
dos (2) conjuntos
48
Tuberías y accesorios para aplicación de sellos
dos (2) conjuntos
Tuberías de aceite para las válvulas de admisión y para las
válvulas de aguja de la derivación con sus accesorios
dos (2) conjuntos
Línea para el vaciado de la tubería forzada
dos (2) conjuntos
8.2.2.1.
Cuerpos de las válvulas
El cuerpo de la válvula deberá cumplir con las siguientes características
 Sus extremos deben ser bridados.
 Debe tener doble sello metálico móvil (aguas arriba y aguas abajo)
 Debe tener doble muñonera.
 Debe ser fabricado en acero libre de esfuerzos y deberá soportar todas las deflexiones,
fuerzas hidráulicas, empujes, desgaste, vibración, corrosión u otras molestias de
operaciones indebidas.
 Deberá estar provisto con bases integrales de apoyo o soportes para transmitir la carga
vertical total. Estas bases deberán quedar aseguradas a las placas de cimentación.
 Deberá estar provisto de orejas para el izaje y el cuerpo será diseñado de tal manera que
pueda ser removido de su lugar con dichas orejas.
 Cada válvula tendrá dos indicaciones visuales de porcentaje de apertura en una escala
graduada del 0 al 100%, una por cada lado.
 Deberá contar con patas adecuadas para soportar la válvula contra el pedestal de anclaje.
 Debe contar con válvula de drenaje con su tubería en la parte mas baja del cuerpo; una
válvula manual para purga y venteo en la parte alta.
8.2.2.2.
Elementos de anclaje de la válvula a los pedestales
Los elementos de anclaje de cada válvula deben incluir lo siguiente:
 Placa de acero rolado para soporte.
 Pernos, bastones, tuercas y arandelas de anclaje.
 Cuñas o tuercas para posicionamiento
 Resinas, reactivos e inyectores para fijación definitiva del anclaje.
Las válvulas de la admisión de las turbinas serán apoyadas sobre fundaciones de concreto
(pedestales). El CONTRATISTA debe coordinar con el ICE para que se construyan las previstas
adecuadas durante montajes o armados a cargo del ICE.
49
8.2.2.3.
Obturadores
El Obturador de la válvula de admisión deberá debe ser diseñado y fabricado de tal forma que
cumpla con los siguientes requisitos:
 Debe ser de acero rolado en caliente.
 Deberá tener un paso circular con un diámetro igual al de la entrada de la válvula. Debe
ser diseñado para evitar acuñamientos o bloqueos.
 Los ejes principales serán de acero inoxidable estarán bridados firmemente contra el
obturador para permitir el desmontaje. Las conexiones bridadas se harán con pernos
calibrados y no se permitirá diseño por fricción. Los ejes se insertarán a los cuerpos de
los obturadores mediante un macho calibrado.
 Los cojinetes deberán tener casquillos reemplazables de bronce de alta resistencia y
serán auto lubricados igual o similar a los Devaglide®.
 Los ejes deben resistir no sólo la presión total del agua en la cara de la válvula cuando
está cerrada sino que también deberá resistir el momento máximo ejercido por el
obturador cuando esté parcialmente cerrado bajo las condiciones de máxima velocidad
del agua en la tubería forzada por caudal de emergencia.
 En el extremo exterior del eje se montará el mecanismo para la operación por medio del
servomotor.
 Los pernos de fijación de los ejes principales serán del tipo Superbolt® de acero
inoxidable. Otra propuesta de fijación deberá aprobada a criterio exclusivo del ICE.
La posición y grado de apertura de los obturadores deberá estar indicada a ambos lados de la
válvula, adosados de los ejes principales. En un de los mecanismos de indicación de posición se
instalarán también los interruptores de límite que controlarán la válvula y darán señales de alarma o
disparo.
8.2.2.4.
Sellos
Cada válvula de admisión deberá contar con dos sellos herméticos: uno de operación normal o
servicio y otro de mantenimiento.
En el lado de aguas abajo, la válvula esférica tendrá el sello de operación. En el lado de aguas arriba
debe tener el sello de mantenimiento.
El sello de servicio es regulado automáticamente mediante las secuencias de arranque y paro de las
unidades según el sistema de control. El anillo del sello de servicio, instalado en el cuerpo de la
válvula esférica, se mueve contra su asiento por medio de la presión de agua suministrada por una
unidad hidráulica accionada por motor eléctrico o mediante bomba manual. De igual forma se libera
el anillo de su asiento mediante la presión de agua de esta unidad hidráulica.
50
El sello de mantenimiento se controla mediante válvulas de accionamiento manual, utilizando la
presión de agua de la unidad hidráulica antes mencionada.
Los sellos deben operar con movimientos uniformes y evitando los golpes de sellos contra los
asientos. El movimiento de los sellos debe estar garantizado con la utilización de empaquetaduras
adecuadas, así como con los materiales y acabados de sellos, pistas y contrasellos.
Los alojamientos de los sellos y contrasellos en el cuerpo de la válvula (pistas de sellos) deben ser
recubiertos mediante una capa de soldadura de acero inoxidable de dureza superior al material de los
sellos en al menos 30 BHN.
Los pernos que fijan los contrasellos (asientos) deben ser de acero inoxidable y contarán con seguros
mecánicos que eviten su aflojamiento. Estos pernos serán tipo allen. Estos pernos contarán con
dispositivos de seguridad que garanticen un cierre hermético durante todas las condiciones de
diseño. Los contrasellos serán construidos de tal forma que su reemplazo sea fácil y rápido.
La dureza de los contrasellos será inferior a la dureza de los sellos en al menos 40 BHN para que los
contrasellos sean las partes a cambiar preferentemente.
Los sellos o anillos móviles serán de acero inoxidable con empaquetaduras adecuadas de neopreno,
anillos de guía, y en general todo lo que se requiere para asegurar el desgaste mínimo de las piezas
que constituyen los sellos herméticos, permitiendo al mismo tiempo el fácil cambio de las piezas
desgastables.
Los sellos de mantenimiento deberán contar con un bloqueo en posición cerrada o sistema de
aseguramiento mecánico para asegurar que no se pierda la aplicación de los mismos en el caso de
perder la presión de agua que lo aplica. Este sistema de bloqueo será preferentemente mediante
pernos.
Se dispondrá de al menos un enclavamiento eléctrico que asegure que los sellos de operación se
mantengan retirados sino hasta que la válvula no esté completamente cerrada, y con ello se impida la
aplicación de los mismos con riegos de que sean barridos.
Ambos sellos, el de mantenimiento y el de operación deberán ser herméticos a un grado tal que
tenga fugas de a lo sumo 0.5 litros por minuto cada uno. La hermeticidad de los sellos deberá darse
en independencia de un sello respecto al otro, y las pruebas se harán a cada sello por separado. De
esta forma el sello de operación debe cumplir con la hermeticidad cuando el sello de mantenimiento
esté abierto.
Cada uno de los sellos de operación y mantenimiento contarán con un accionamiento mecánico, que
podría consistir en un vástago que da seguimiento a la posición del sello correspondiente. Cada uno
de estos accionamientos mecánicos tendrán la función de accionar sendas válvulas hidráulicas de
dos vías – dos posiciones que bloqueen el paso del aceite a los servomotores de la válvula de
admisión cuando los sellos estén aplicados, significando ello una inhibición para que se abra la
mencionada válvula esférica de la admisión. El desbloqueo de dicha válvula hidráulica que permitirá
a la válvula de admisión poderse abrir (en mando manual o remoto) se dará solamente cuando los
sellos de operación y mantenimiento estén efectiva y completamente retirados).
51
8.2.2.5.
Sistema de aplicación de los sellos
Para la aplicación de los sellos de operación y de mantenimiento de las válvulas de admisión se debe
suministrar una unidad de bombeo de agua. La unidad de bombeo de agua estará provistas de dos
bombas en paralelo, de operación alternante y motor eléctrico; un depósito de agua, una bomba
manual de emergencia, acumulador de presión, tuberías y cableado interno, válvulas de control,
tablero de control local y todos los demás accesorios necesarios para la operación confiable de las
unidades turbogeneradoras. La unidad de bombeo será del tipo estacionaria.
Además como equipo de emergencia y alternativo para el accionamiento de los sellos, se debe tomar
una línea de agua de la tubería forzada. Esta línea alimentará un conjunto de válvulas manuales,
válvulas solenoides, filtros y otros accesorios que permitirán la aplicación de sellos de forma manual
o remota.
Los componentes del sistema de aplicación de los sellos de cada unidad que sean sensibles a dañarse
por una inundación serán instalados en un tablero hermético, resistente a la inmersión.
El tanque de agua para las bombas estará alimentado por el sistema de agua potable de la central, y
tendrá capacidad neta de al menos 15 operaciones de sellado, sin re-abastecimiento de agua. La toma
de agua tendrá una válvula de boya o equivalente para control del rebalse.
Cada sistema de aplicación de sellos estará constituido por:
 Toma de agua en acero inoxidable con válvula de aislamiento protegida de la corrosión
galvánica, ubicada en un parte alta de la tubería forzada para evitar el ingreso de
sedimentos. Los elementos de acople a la tubería forzada los suministrará el
CONTRATISTA.
 Tablero de control para las bombas, filtros y válvulas, entre otros; hermético, resistente a
la inundación, con iluminación propia y un tomacorriente de 120/220VCA.
 Dos bombas de agua, instaladas en paralelo con motores eléctricos.
 Un sistema de filtros dobles.
 Una bomba de accionamiento manual de los sellos (con palanca).
 Un conjunto de válvulas de accionamiento manual, de solenoide y de no retorno, entre
otras.
 Dos válvulas de bloqueo de la aplicación de agua (una para cada sello), dos vías – dos
posiciones, con posición normalmente abierta mediante resortes, para el bloqueo del
agua en condición de válvula de admisión abierta.
 Sistema de alivio de presión en la tubería de agua.
 Acumulador de presión, tuberías, accesorios y mangueras apropiadas.
 Accesorios de medición, control y protección.
La secuencia de operación de los sellos de operación debe estar incluida dentro de la filosofía del
control de la turbina.
52
Tanto los tanques colectores de agua, los tanques de presión, filtros y las tuberías serán de acero
inoxidable. Los demás componentes serán fabricados en materiales resistentes a la corrosión.
La bomba manual será de operación en reserva y debe tener una capacidad tal que permita la
aplicación completa del sello de mantenimiento en un tiempo de no más de 20 segundos.
Los manómetros deberán tener protección para las pulsaciones.
El tanque de almacenamiento contará con una toma para conectar una manguera de agua de
reposición que vendrá de la red de agua potable de la planta. El conector de manguera será del tipo
estándar dentro del comercio en Costa Rica. El agua de reposición para el tanque estará controlada
por válvulas de boya para asegurar que los tanques estén siempre llenos de agua.
8.2.2.6.
Servomotores
El obturador de la válvula será operado mediante un servomotor utilizando presión de aceite del
sistema de suministro de aceite a presión de la unidad correspondiente, y serán del tipo cilíndrico, de
acción sencilla y con anclaje al cuerpo. Serán fabricados de acero colado o forjado en una pieza. La
superficie interna del cilindro y el vástago estarán recubiertos con cromo duro u otro recubrimiento
que proponga el Adjudicatario, que quedará a juicio exclusivo del ICE.
El servomotor deberá tener un dispositivo de seguridad del tipo diafragma que evite el cierre brusco
por falla en la presión del aceite. Este dispositivo deberá estar pegado a la culata del servomotor.
Cada servomotor debe proveerse de un bloqueo mecánico para la posición abierta y otro para la
posición cerrada.
Todos los puntos rotativos o deslizantes estarán provistos de cojinetes autolubricados del tipo
Devaglide® o similar.
En el tanto la válvula de admisión esté abierta, el servomotor estará sometido al sistema de
suministro de aceite a presión para evitar pérdidas de posición del obturador.
Los dos extremos de cada servomotor contarán manómetros en bares y con conexión rápida, para su
fácil remoción cuando se desee.
8.2.2.7.
Sistema de derivación y equilibrio de presión
Cada válvula de admisión podrá abrir únicamente con la condición de que las presiones en ambos
lados del obturador estén igualadas. Por lo tanto, la válvula de admisión deberá contar con una
tubería de derivación consistente en una válvula de guarda, la tubería propiamente y una válvula de
aguja. La válvula de aguja será operada por medio de un servomotor accionado por el sistema de
suministro de aceite a presión de la turbina y controlada por una válvula operada a 125 voltios CD
del mismo sistema.
La válvula de aguja del sistema de derivación permanecerá normalmente cerrada.
Como parte de la secuencia, una vez que la válvula de admisión esté completamente abierta, se
deberá cerrar la válvula de aguja (válvula de derivación).
53
Este sistema tendrá una válvula guarda de acero colado, de operación manual mediante un operador
de engranaje, montada en el lado aguas arriba de la válvula de admisión, acoplada directamente a la
tubería forzada. Los elementos de acople a la tubería forzada los suministrará el CONTRATISTA.
La válvula de derivación deberá estar equipada para operar con control local, remoto y manual.
La descarga de la derivación se llevará a cabo en el manguito aguas abajo de la válvula de admisión
(antes de la tubería de distribución) y deberá contar con dispositivos dispersores del chorro para
evitar la erosión en el manguito mencionado. Se preferirá una configuración de la línea de descarga
a un ángulo de entre 30° y 45° respecto a la horizontal.
La línea de derivación será ubicada en un plano tal, que respecto a un plano vertical que contenga al
eje de la tubería, estará a un ángulo (entre 0° y 45°) en cuadrante superior.
El vástago de la válvula debe accionar los interruptores para la indicación de posición en el Tablero
de Control de Unidad y en el tablero de control de la válvula. La posición física del vástago debe ser
completamente visible en el sitio de la válvula mediante señalizaciones adecuadas y para todo el
rango de posiciones.
La tubería será de acero al carbono galvanizado según la norma A-53 o inoxidable. Esta tubería
deberá diseñarse de forma tal que no provoque erosiones en los diferentes componentes de la tubería
de derivación por altas velocidades del agua a la salida de la válvula de aguja por lo que no deberán
haber cambios de dirección de la tubería después de la válvula de aguja. Los codos serán de radio
largo. Todas las conexiones entre material galvanizado y aceros pintados o desnudos deben ser
aisladas eléctricamente para brindar protección galvánica.
Los pernos de conexión serán de acero al carbono galvanizado.
Todas las válvulas y conexiones de esta línea de derivación deben ser de tipo bridado. La tubería de
derivación deberá estar suficiente y firmemente arriostrada a superficies rígidas de la estructura de
casa de máquinas para evitar vibraciones perjudiciales y ruidos excesivos, así como para evitar
fuerzas descompensadas que provoquen des-alineamientos o pérdidas de posición del conjunto
válvula – manguitos, respecto de la línea de tubería forzada.
8.2.2.8.
Válvulas de aire
Además de la válvula manual de purga de aire del cuerpo de la válvula de admisión, en el manguito
aguas abajo de la válvula de admisión se suministrará una válvula de accionamiento automático que
cumplirá dos propósitos: uno para extracción de aire durante el proceso de llenado de la tubería de
distribución, y otro, para la admisión de aire cuando se vacía la tubería de distribución a través del
sistema de drenaje. Los accionamientos automáticos serán preferiblemente de accionamiento
mecánico y deben tener movimientos suaves que permitan una larga vida útil a las válvulas. Los
componentes de sellado y contrasellado de estas válvulas serán de acero inoxidable con diferencias
de dureza Brinell de 40 o mas entre sello y contrasello.
54
8.2.2.9.
Línea de vaciado de la tubería forzada
Se suministrará una válvula, su tubería y sus accesorios para el vaciado de la tubería forzada y para
ser usada en emergencia. Los elementos de acople a la tubería forzada deberán ser sustituidos por
nuevos conectados directamente a la tubería forzada y serán suministro del CONTRATISTA.
Esta tubería será suministrada para vaciar el agua de la tubería forzada aguas arriba de la válvula de
admisión. Se utilizará una válvula de 200 mm de diámetro, de tipo compuerta, de vástago
ascendente, de disco de tipo cuña, accesorios de sellado de acceso inoxidable y un sistema
accionamiento manual mediante engranajes. La tubería, bridas, pernos, arandelas y tuercas serán de
acero inoxidable. En las zonas de posible efecto galvánico, se utilizarán aislamientos adecuados.
8.2.2.10. Sistema de control de la válvula de la admisión
El sistema de control asociado a las válvulas de admisión debe permitir el funcionamiento adecuado
y seguro bajo todas las condiciones de operación, inclusive en las condiciones más críticas de
operación y de emergencia.
El control de la válvula deberá cumplir, como mínimo, con las siguientes funciones y características:
i.
El mando del sello de servicio debe estar incorporado en la secuencia automática mientras
que el control del sello de mantenimiento no será incorporado a la secuencia ya que debe ser
accionado manualmente desde el tablero local.
ii.
La operación de los servomotores será controlada mediante válvulas de control
eléctricamente operadas por medio de dos bancos de baterías de 960 A-hora a 125 VCD. Las
válvulas de control podrán ser operadas manualmente y estarán equipadas con dispositivos para
eliminar la operación eléctrica de las unidades.
iii.
Los contactores serán del tipo aislado, para operar a 125 voltios, corriente directa y serán
adecuados para realizar el enclavamiento para prevenir que la válvula de admisión abra sin que las
agujas de la turbina estén totalmente cerradas en la secuencia de cierre. Este enclavamiento sin
embargo, permitirá que la válvula pueda cerrarse en una emergencia aún cuando las agujas estén
abiertas.
iv.
Las válvulas de admisión y de derivación tendrán interruptores de fin de carrera que indiquen
en el tablero principal, si las válvulas están totalmente abiertas o cerradas.
v.
El sistema de control debe tener enclavamientos del tipo eléctrico e hidráulico que permitan
realizar una secuencia adecuada entre la válvula de admisión, la derivación y los sellos, de tal
manera que en la secuencia, la válvula no se abra hasta que la derivación esté abierta; que las
presiones en ambos lados de la válvula de admisión sean iguales y que los sellos estén
completamente retirados.
vi.
En el lado aguas arriba de la válvula de admisión debe colocarse un interruptor de presión
(“penstock pressure failure relay”) para cerrar la válvula de admisión en la eventualidad de que la
presión del agua en la conducción baje de un valor pre-determinado.
vii.
Debe existir un enclavamiento eléctrico local para evitar la operación remota en caso de estar
utilizando el control local.
55
viii. Deberán incluirse los enclavamientos hidráulicos necesarios para que la válvula no se pueda
operar si los sellos están aplicados. Además para que los sellos no puedan ser aplicados si la válvula
no está completamente cerrada.
ix.
Los bloqueos mecánicos deberán incluir interruptores de final de carrera que envien señales
de enclavamiento aplicado/desaplicado hacia la sala de control e impedir la secuencia.
x.
Se deberá proveer un sistema de control localizado en un cubículo el cual se debe localizar
cerca de la válvula. Este deberá disponer de todas las previsiones para ejecutar un control remoto o
local de la válvula. El tablero de control de la válvula incluirá los controles de los servomotores,
sellos y válvulas de derivación. Todos los controles hidráulicos, eléctricos e instrumentales estarán
localizados en este tablero que debe ser de acero, iluminado, con puertas y cerraduras con llave.
xi.
Se colocarán interruptores de carrera de tal manera que al 100% de la apertura de la válvula
se enviará señal de posición completamente abierta. al cubículo local y remoto. Al 100% de apertura
la válvula su posición física extrema con la cámara presurizada. Además se deberán instalar
detectores de carrera para el caso de que la válvula no alcance la apertura total.
xii.
Dado el caso que, por una operación anormal, la válvula empezara a cerrarse, se deberá
aplicar la siguiente lógica de operación:
 A cinco (5) grados de su posición completamente abierta, se enviará señal de alarma.
 A diez (10) grados de su posición completamente abierta, enviará una señal de disparo al
regulador de velocidad.
8.2.2.11. Suministro de aceite
La operación de la válvula de admisión se hará por medio de aceite del sistema de suministro de
aceite a presión del regulador de la unidad respectiva.
8.2.2.12. Manguitos de acople
Estos manguitos se refieren a los segmentos de tubería que permitirán las uniones de las válvulas de
admisión de las unidades con la tubería de distribución (lado aguas abajo).
Estos manguitos tendrán las previstas y conexiones para la instalación de la tubería de derivación, de
los sensores de baja presión de la entrada de la turbina, y demás previstas.
Los manguitos de acople aguas abajo de las válvulas tendrán un extremo bridado del lado de la
válvula y tendrá una junta de expansión en el lado de la tubería de distribución.
Se suministrará un tapón hemisférico para las tuberías de distribución que deberá coincidir para ser
acoplado con la brida del manguito aguas arriba de la válvula de admisión y con la brida aguas abajo
de la válvula de admisión propiamente.
56
9.
SISTEMA DE ENFRIAMIENTO
El Sistema de Enfriamiento deberá suministrar el agua requerida por los diferentes intercambiadores
de calor instalados en las unidades de generación. Los principales puntos de suministro son: los
enfriadores de aire del Generador, los intercambiadores de calor de los cojinetes del Grupo,
enfriador de aceite del tanque colector de aceite del sistema del regulador de velocidad.
Para las unidades 1 y 2 el requerimiento es completo, para las unidades 3, 4 y 5 el requerimiento es
completo a excepción de los intercambiadores de calor ubicados en los equipos de generación, por lo
que su límite de suministro será el respectivo acople final en cada equipo.
9.1. REQUERIMIENTO DE DISEÑO
9.1.1. Datos de Diseño
El Sistema de Enfriamiento de las unidades 3, 4 y 5 actuales requiere de los siguientes consumos y
presiones (para cada unidad):
Flujo Total
32 l/s
Flujo en intercambiadores de calor del generador
16 l/s
Flujo en intercambiadores de calor de los cojinetes
10 l/s
Flujo en intercambiador de calor del regulador
6 l/s
Presión en intercambiadores de calor del generador
2.5 Kg/cm2
Presión en intercambiadores de calor de los cojinetes
1.5 Kg/cm2
Temperatura entrada intercambiadores de calor del generador
16 ºC
Temperatura salida intercambiadores de calor del generador
24 ºC
Temperatura entrada intercambiadores de calor de los cojinetes
16 ºC
Temperatura salida intercambiadores de calor de los cojinetes
18 ºC
Temperatura entrada intercambiador de calor del regulador
16 ºC
Temperatura salida intercambiador de calor del regulador
18 ºC
Diámetro conexión intercambiadores de calor del generador
76.2 mm
Diámetro conexión intercambiadores de calor de los cojinetes
50.8 mm
9.1.2. Criterios de Diseño
La presión de diseño para el sistema para la selección de las tuberías y los equipos del sistema de
enfriamiento deberá ser entre 2x 105 Pa y 4x 105 Pa.
57
La máxima velocidad de flujo en las tuberías no debe ser superior a 2 m/s.
9.1.3. Condiciones de Diseño
El Sistema de enfriamiento deberá tener capacidad suficiente para asegurar el suministro de agua a
los diferentes puntos de consumo bajo las condiciones de arranque, parada, sobre velocidad y a todas
las condiciones de operación. También debe ser capaz de suministrar el agua de enfriamiento cuando
las unidades 3, 4 y 5 trabajan como condensador sincrónico.
El Sistema de Enfriamiento deberá ser del tipo recirculante. El agua deberá ser enfriada por medio
de intercambiadores de calor ubicados en los tanques en la zona del canal de restitución utilizando el
agua de estos últimos.
El reemplazo del agua se tomará del sistema de agua potable de Casa de Maquinas.
El sistema de Control de la turbina deberá permitir controlar la operación del sistema de control del
sistema de enfriamiento, así que las turbinas no podrán ser puestas en operación a menos que haya
flujo de agua del sistema de enfriamiento. El flujo de agua deberá ser detectado por medio de
medidores de flujo localizados a la salida de cada uno de los intercambiadores de los subsistemas de
cada unidad.
El Control del Sistema de Enfriamiento deberá estar localizado en el Tablero de Control Común, y
este deberá incluir todas las provisiones para la operación automática desde la Sala de Control de
Casa de Maquinas.
Las moto-válvulas deberán ser instaladas a la entrada de cada uno de los subsistemas de cada
unidad, y estas deberán ser usados para impedir el flujo de agua cuando la unidad no esta en
operación.
Cinco bombas deberán ser suministradas: cuatro de operación normal y una de reserva. La bomba de
reserva deberá alternar su operación de forma automática por medio de un conteo de horas.
La capacidad de cada bomba será tal que pueda abastecer el enfriamiento de una de las unidades 3, 4
o 5, o de las unidades 1 y 2 ambas. Cuando trabajan las cinco unidades cuatro de las bombas serán
capaces de abastecer el enfriamiento total de las cinco unidades.
Detalles esquemáticos y de referencia del sistema de enfriamiento pueden consultarse en los planos
adjuntos a este cartel.
9.1.4. Normas
El suministro deberá cumplir con las siguientes normas:
Tuberías, Accesorios y Soportes (Inoxidable)
X5CrNi18.10 o equivalente
Bridas deberán ser tipo “ slip-on”, cara saliente
ASTM A105; Tipo ANSI 150, de
acuerdo con B16.5.
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Carga Normal y de Fatiga para Cojinetes de Bolas
ANSI/AFBMA 9
Carga Normal y de Fatiga para Cojinetes de Rodillos
ANSI/AFBMA 11
Motores Eléctricos y componentes eléctricos
Deben cumplir con UL y NEMA
9.2.1. Componentes
Los principales componentes del Sistema de Enfriamiento incluyen:
1. Tubería de Distribución, accesorios y soportes
Un (1) Lote
2. Bombas Centrifugas
Cinco (5) Conjuntos
3. Tanque de Expansión de Agua
Un (1) Lote
4. Filtros Auto-Lavables Automáticos
Dos (2) Conjuntos
5. Auxiliares
Un (1) Lote
6. Enfriadores
Cinco (5) Conjuntos
7. Bombas para extracción de lodos
Un (1) Conjunto
Todas las tuberías externas, bombas, controles, cables eléctricos, accesorios, etc. que se incluyan en
el Sistema de Enfriamiento serán parte del suministro del CONTRATISTA.
9.2.2.1.
Tubería de Distribución
El suministro de todas las tuberías que transportan agua es del CONTRATISTA. Debido a que se
requiere reubicar los enfriadores de los equipos de las unidades 3, 4 y 5, las tuberías que transportan
aceite a esos enfriadores desde el sitio actual al nuevo sitio de los enfriadores debe suministrarla el
CONTRATISTA con las mismas características físicas de la actual tubería.
Las tuberías del sistema de distribución deberán cumplir con las siguientes características:
 Las tuberías deberán ser de acero inoxidable.
 Los codos deberán ser de radio largo.
 Las reducciones deberán ser graduales cónicas.
 Hasta donde sea posible, las válvulas de retención (check valve) con conexión por brida
deberán ser colocadas en posición horizontal y de operación horizontal. Si estas son
colocadas en forma vertical, ellas deberán ser del tipo correspondiente a la tubería.
Deben ser de operación silenciosa.
59
 Las válvulas de compuerta y las válvulas de globo deben ser de conexión bridada.
 Las válvulas de derivación o de apertura rápida deberán ser de conexión bridada y
hechas de bronce o acero inoxidable.
 Los filtros deben ser de acero inoxidable
 La tubería dentro del foso del Generador deberá ser recubierta con pinturas especiales
para evitar la condensación.
 El CONTRATISTA deberá proveer el 100% de la pintura especial utilizada para las
tuberías (de requerirse).
 El filtro de cada unidad deberá ser de 300 micrones. Cada uno deberá ser provisto con un
manómetro diferencial con su carátula graduada en “bar”.
 El CONTRATISTA deberá proveer el 100% de los soportes y sus accesorios para las
diferentes tuberías que deben ser adecuados y en suficiente cantidad para garantizar una
buena fijación de la tubería con la obra civil.
9.2.2.2.
Bomba Centrifuga
Las bombas deberán ser centrifugas, simple etapa, eje horizontal, cuerpo de hierro fundido, impulsor
de bronce, el eje deber estar hecho de material anticorrosivo, con auto cebado, conexión en la
succión y descarga por medio de brida, podrá ser de doble succión y doble voluta, con eficiencia
mínima del 75% en el punto de operación. El sello mecánico debe ser externo de teflón, cojinetes de
bola y acople flexible entre el motor y la bomba.
Los requerimientos son los siguientes:
 El ensamble y el mantenimiento de las bombas debe ser simple
 Cada bomba deberá tener una capacidad adicional del 10% del flujo de diseño.
 El motor eléctrico deberá ser trifásico, jaula de ardilla, para un factor de potencia no
inferior al 85% a plena carga y voltaje nominal. La elevación de temperatura deberá ser
de acuerdo con los límites establecidos por NEMA para un factor de servicio continuo.
La temperatura ambiente esta entre 25ºC y 35ºC.
 El motor deberá ser fabricado en acuerdo con el tamaño estandarizado T de NEMA.
 Los Cojinetes deberán ser antifricción. Cojinetes totalmente sellados serán aceptados
 Los cojinetes deberán tener una vida útil de 20 000 horas de operación de acuerdo con
las características de indicadas por la Norma NEMA (MC-1 14.2) o similar.
9.2.2.3.
Tanque de Expansión de Agua
El tanque colector de agua para el sistema de enfriamiento deberá ser localizado en el nivel 1108
msnm y debe tener una capacidad adecuada para absorber los cambios volumétricos del sistema. El
tanque y todos los aditamentos y accesorios son parte del suministro.
60
El agua de realimentación para reemplazar el agua perdida debido a evaporación y perdida por
arrastre debe ser tomada del sistema de agua potable de la Planta.
El CONTRATISTA deberá suministrar las tuberías, aditamentos, accesorios, soportes y materiales
para controlar en forma automática la operación del tanque colector.
La conexión entre la tubería de realimentación y el sistema de agua potable de la central, será
realizado por el ICE.
9.2.2.4.
Filtro Automático Auto-limpiante
Dos (2) filtros automáticos deberán ser suministrados. Estos filtros deben ser tipo auto-limpiantes a
contra-flujo Estos no requieren operar en forma continua. Los filtros deberán operar en forma
periódica para el filtrado del agua cuando sea necesario o después de un llenado del sistema.
Cada filtro deberá tener capacidad de filtrar la totalidad del flujo requerido.
Los filtros deberán ser automáticos, autolimpiables y la operación de limpieza no deben interrumpir
el flujo.
El control total de estos filtros debe ser suministrado completo.
Los elementos filtrantes deben estar fabricados de material resistente a la corrosión. Los elementos
filtrantes deben ser de 300 micrones, cada filtro debe tener sus sistema de medición de presión
diferencial calibrados en bares, la indicación de limpieza o suciedad debe ser indica en la carátula.
La secuencia de limpieza debe iniciarse a una presión diferencial predeterminada a través de los
filtros.
9.2.2.5.
Intercambiadores de calor ubicados en el tanque de enfriamiento
Se suministrarán cinco (5) intercambiadores de calor de flujo paralelo, la capacidad de cada
intercambiador será tal que pueda abastecer el enfriamiento de una de las unidades 3, 4 o 5, o de las
unidades 1 y 2 ambas. Cuando trabajan las cinco unidades cuatro de los intercambiadores serán
capaces de abastecer el enfriamiento total de las cinco unidades.
Los intercambiadores de un paso de tubos rectos de cobre o acero inoxidable, se ubicarán en los
tanques en la zona del canal de restitución. La estructura de soporte, así como los espejos, cámaras,
tornillos y otros elementos serán de acero inoxidable. Cualquier cambio de disposición debe
presentarse como alternativa en la oferta y será criterio del ICE la aceptación de la misma.
Se dispondrá de un distribuidor que permita que los intercambiadores funcionen para toda la central
independiente de que unidad o unidades estén operando. Antes del arranque de la unidad, debe haber
flujo de agua en los intercambiadores de calor.
Los intercambiadores de calor deberán diseñarse contra vibraciones y contar con un número
adecuado de soportes. Se deberá utilizar un factor de ensuciamiento tal que amplíe la capacidad de
cada intercambiador en un 10%.
61
El CONTRATISTA suministrará un equipo de izaje para los enfriadores que constará de un tecle
eléctrico con capacidad para levantar un enfriador conteniendo agua, así como soportes adecuados
para montar el tecle sobre los enfriadores que serán instalados en el techo del sitio donde se ubicarán
los enfriadores.
Los intercambiadores deberán ser de fácil forma de aislarlos y removerlos por lo que todos los
acoples y soportes deben de permitir la extracción de cualquiera de ellos por la parte superior sin
interrumpir la operación del resto del sistema.
9.2.2.6.
Bomba de extracción de lodos
Se suministrarán dos (2) bombas para extraer los lodos que se depositen en el fondo del tanque
donde se ubicarán los intercambiadores de calor de flujo paralelo. El suministro comprende el cable
eléctrico hasta la ubicación de la bomba, tablero de control y la tubería hasta una zona externa al
tanque, así como la soportaría requerida.
9.2.2.7. Control Sistema de Enfriamiento
El sistema de enfriamiento se podrá controlar tanto en forma local por medio de botoneras,
selectores e indicadores ubicados cajas de control local cerca de cada equipo, como en forma remota
desde el Tablero de Control Común (TCC, nivel 1108 msnm), a través de su interfaz gráfica.
El control local permitirá realizar operaciones del sistema en modo manual, mientras que el control
remoto permitirá operar tanto en modo manual como en modo automático. Toda la lógica para el
control seguro y confiable del sistema deberá residir en el TCC, además el Centro de Control de
Motores (CCM) suministrará la alimentación de potencia para cada uno de los motores.
El alcance del suministro para el control incluye cajas de control local con todos los dispositivos
necesarios para la operación segura y confiable de las motobombas, filtros autolimpiantes,
motoválvulas y tanque de expansión. Además de todos los cables y accesorios necesarios para llevar
las señales de los instrumentos que permitan llevar a los tableros respectivos la información de flujo,
presiones, temperaturas, niveles, etc.
Se deberá proveer todo lo necesario para la interconexión de los equipos y las cajas de control local
con los Centros de Control de Motores (CCMs) y el Tablero de Control Común (TCC).
La alimentación de potencia para las motobombas, filtros autolimpiantes y motoválvulas residirán en
los tableros del CCM por lo tanto se deberá suministrar las cajas de interconexión y todos los
dispositivos, cables y accesorios para la interconexión de potencia de cada uno de estos equipos con
el CCM, además de un bloqueo para los motores el cual tendrá prioridad sobre cualquier modo de
operación. Tanto las cajas de control local como las de interconexión de potencia deberán tener el
grado de protección IP según se requiere en la sección de especificaciones técnicas generales.
Las cajas de control local deben contar como mínimo con los siguientes dispositivos:
 Selector para operación local o remota.
62
 Indicadores de posición o estado (motor en operación, filtro en operación o válvula
abierta; motor detenido, filtro detenido o válvula cerrada).
 Botoneras para arranque, paro o abrir, cerrar según corresponda.
Los selectores y botoneras deberán contar con contactos libres de potencial para señalización y
alarmas remotas.
Se deberá suministrar los siguientes controles de nivel para el tanque de expansión:
 Alarma por alto nivel
 Alarma por bajo nivel (primera etapa)
 Alarma por bajo nivel (segunda etapa)
 Disparo de unidades por muy bajo nivel
 Medición de nivel con salida de 4-20mA
Los motores de todas las bombas contarán con amperímetros y contador de horas de operación
ubicados en el CCM.
10. EQUIPOS DE CONTROL E INSTRUMENTACION TURBINA
Los requerimientos indicados en las Especificaciones Técnicas Generales serán considerados para
los instrumentos, equipos de control, y tableros de control no cubiertos por esta sección.
Todos los componentes serán probados y verificados. Deberá haber uniformidad e
intercambiabilidad entre instrumentos similares. El diseño deberá facilitar el mantenimiento y
reparación de los diferentes componentes.
Todos los componentes serán diseñados para una operación confiable y segura en todas las
condiciones de operación.
Para toda instrumentación suministrada por el CONTRATISTA se deberá entregar el certificado de
calibración de fábrica respectivo. Si la calibración del instrumento se realiza durante el período de
puesta en marcha, se preparará y entregará un certificado de la calibración realizado por un ente con
trazabilidad a organismos internacionales.
10.1.1.
Requerimientos del equipo de medición de caudal
Se requiere de un equipo de medición de caudal para cada una de las unidades. El sistema de
medición de caudal deberá ser suficientemente preciso y confiable. El CONTRATISTA propondrá
63
el sistema de medición de caudal más adecuado de acuerdo a su consideración que se adapte a las
condiciones de los equipos que suple a al sitio.
El equipo de medición de caudal tendrá las siguientes características:
 El equipo de medición será tipo local con puertos de salida para enviar señales hacia el
TCU de unidad. Este equipo deberá indicar el caudal en cada turbina. Tendrá la
capacidad de totalizar el consume de agua durante periodos a ser especificados.
 El instrumento de medición será para propósitos de monitoreo. Deberá totalizar
cualquier caudal desde 10 % a 120 % del caudal nominal de las turbinas. El medidor será
adecuadamente ajustado y deberá ser capaz de medir el flujo de la turbina con una
precisión de  5% de la lectura dentro del 50 y 120% del caudal nominal. Si las
condiciones en sitio no satisfacen los requerimientos de fábrica la precisión real del
instrumento será escalada de acuerdo a esta situación.
 El equipo de medición será programable y permitirá la introducción de parámetros del
agua y tubería de presión, y para obtener todas las mediciones en diferentes formatos. El
equipo tendrá capacidad de autodiagnóstico en los diferentes elementos componentes del
sistema.
 Los cables para transmisión de señales desde los transductores hasta el equipo de
medición serán blindados para evitar la interferencia electromagnética.
 La instalación de estos equipos deberá ser supervisado completamente por un técnico
representante de la firma del equipo de medición.
10.1.2.
Requerimientos de diseño para tableros
En cuanto a su construcción, todos los tableros deberán cumplir con los requerimientos de la sección
Especificaciones Técnicas Generales.
Todos los tableros de control tendrán selector para prueba de lámparas y para desconexión cuando
no se requieran.
Para la instrumentación se deberá considerar protección con un grado IP 66 como mínimo, para los
tableros locales y cajas de registro el grado mínimo de protección será IP55.
El alambrado interno de los tableros será de acuerdo con las normas IEC 60445 e IEC 60446.
También será aceptable el uso de la Normativa NFPA 79.
Para todas las señales alambradas a los PLC y señales provenientes de enlaces seriales, se manejará
bandera de calidad de cada señal para indicar en las computadoras del Sistema de Control Maestro
(Sistema SCADA) ya la computadora con el software historiador que la señal no está disponible y
evitar almacenar señales erróneas. Estas señales se mostrarán en todas las interfases humanomáquina (HMI) como ventanas sombreadas y parpadeantes para indicar que la señal no está
disponible.
64
10.2.1.
Componentes
El CONTRATISTA deberá suministrar los siguientes instrumentos, accesorios y equipos:
COMPONENTES:
CANTIDAD:
Cables de interconexión, tubería y accesorios para cubrir lo siguiente:
Dos (2) lotes

Alambrado entre todos los tableros locales y los
instrumentos.

Alambrado entre todos los instrumentos y sus respectivos
indicadores o pantallas de visualización.

Alambrado entre todos los actuadores, motores, válvulas y
el respectivo tablero local.
Tubería de interconexión y sus accesorios para instrumentos y Dos (2) lotes
equipos.
Tablero de Indicaciones de Presiones de Turbina (TIPT).
Dos (2)
conjuntos
Todos los tableros de control locales necesarios para control de los Dos (2) lotes
equipos y monitorear la instrumentación correspondiente a las
unidades 1 y 2
Instrumentación para control, secuencias, protección y automatización Dos (2) lotes
de todos los equipos para las unidades 1 y 2
Instrumentación para control, secuencias, protección y automatización Tres (3) lotes
de todos los equipos para las unidades 3, 4, y 5
Todos los materiales eléctricos, tuberías y accesorios requeridos para Cinco (5)
instalar la instrumentación y equipos apropiadamente en el foso de lotes
turbina y en otras ubicaciones.
Tablero de Control de Unidad, TCU Unidad 1, a cargo de las Un (1)
secuencias de arranque y paro, control, monitoreo y protección de conjunto
cada turbina, generador y sus auxiliares.
secuencias de arranque y paro, control, monitoreo y protección de
65
conjunto
Tablero de Control Común, TCC, a cargo de las secuencias, control, Un (1)
monitoreo y protección de los sistemas comunes.
conjunto
Tablero de Sincronización SI, a cargo de la sincronización de las 5 Un (1)
unidades generadoras con el sistema eléctrico.
conjunto
Caja de paro de emergencia CPE, con botoneras para cada una de las 5 Un (1)
unidades generadoras.
conjunto
Enlace óptico para conexión entre cada TCU y el Sistema de Control Cinco (5)
Maestro.
lotes
Enlace óptico para conexión entre el TCC y el Sistema de Control Un (1) lote
Maestro.
Las conexiones alambradas o enlaces seriales con los auxiliares Cinco (5)
mecánicos y eléctricos desde cada TCU hacia Turbina y Generador.
lotes
Equipo de medición de caudal Ultrasónico de cada turbina 1 y 2: Dos (2) lotes
transductores, soportes, alambrado, tubería y conectores.
Un tablero de adquisición común para ambas unidades 1 y 2 para el Un (1)
equipo de medición de caudal ultrasónico.
conjunto
Este suministro esta detallado en la Tabla 10.1: “Lista de Instrumentos y Accesorios Requeridos”, en
la Tabla 10.2:”Lista de Tableros de Control Requeridos” y en el Anexo Control – 01: Lista de
señales e Instrumentos Unidades 3, 4 y 5. Estos documentos se consideran requerimientos mínimos
pero si a criterio del fabricante se necesitan otros instrumentos para un mejor desempeño y seguridad
de las unidades estos deben ser considerados e incluidos en el suministro.
Está incluido en el suministro el reemplazo (o instalación nueva en caso de instrumentos no
disponibles actualmente en las unidades) completo de la instrumentación de las unidades 3, 4 y 5
que permitan el monitoreo y control completo de estas tres unidades desde el Sistema de Control
SCADA y el almacenamiento de todas las variables en la computadora con el software historiador.
En Anexo Control -01 se muestra la lista mínima de instrumentos y señales correspondientes a estas
unidades que se requieren incorporar a los equipos Tablero Control de cada Unidad, Tablero
Control Común, Tableros locales o son indicadores de campo, así también se muestra el instrumento
específico a reemplazar o instalar. Se debe entregar la información técnica de los equipos así como
los planos técnicos que muestren la conexión eléctrica de los todos dispositivos.
66
Adicional a este listado es responsabilidad del CONTRATISTA tomar en cuenta la tabla 10.1 “Lista
de Instrumentos y Accesorios Requeridos” para completar el suministro de instrumentación para las
unidades 3, 4 y 5 de manera que se tenga uniformidad en las cinco unidades en cuanto a las señales
disponibles en el sistema de control SCADA. El suministro incluye todos los accesorios, tableros
locales, cajas de registro, soportes, cables, y otros materiales que permitan que cada señal se
incorpore al control.
TABLA 10.1 LISTA DE INSTRUMENTOS Y ACCESORIOS REQUERIDOS
LISTA DE INSTRUMENTOS Y ACCESORIOS REQUERIDOS
TIPO DE
APLICACIÓN
INSTRUMENTO SEÑAL
DE LA
O ACCESORIO
(SI
SEÑAL
APLICA)
FUNCION
UBICACION
DEL PANEL
LOCAL
CANTIDAD
Turbina Pelton
Presión
distribuidor
del Transductor
de 4-20 mA
Presión,
cuatro
previstas y tubería
-TIPT
(con Como indicado Dos
indicación)
en diagramas unidades
(2)
-TCU
Presión de agua de Indicador
sellos laberínticos presión
de turbina (si se
requiere
lubricación)
de Contactos -Panel
Local Masivo
de
con indicación turbina
Alarma y -TCU
Normal
de Dos
conjuntos
(2)
Caudal de agua en Indicador
sellos de turbina (si caudal
enfriamiento
forzado
es
requerido)
de Contactos -Panel
Local Masivo
de
Alarma y
-TCU
Normal
de Dos
conjuntos
(2)
de Un
conjunto
(1)
Otros instrumentos
a ser usados, si
enfriamiento
forzado
fuera
requerido para los
sellos de turbina
Presión, caída de Varios
presión
Flujo de Turbina
Equipo
medición
-Panel Local
-TCU
Masivo
turbina
Señales eléctricas
de
los
dispositivos.
Tubería
y
accesorios
para
instrumentos.
de 4-20 mA
-Panel
Local Foso Superior de Dos
(2)
67
FUNCION
TIPO DE
APLICACIÓN
INSTRUMENTO SEÑAL
DE LA
O ACCESORIO
(SI
SEÑAL
APLICA)
ultrasónico
con indicación
UBICACION
DEL PANEL
LOCAL
Turbina
CANTIDAD
conjuntos
-TCU
Temperatura
de PT100
sensor 4-20 mA
aceite cojinete guía térmico
con
transductor
-Panel
Local Foso Superior de Dos
con indicación Turbina
conjuntos
Temperatura para PT100
sensor 4-20 mA
metal blanco de térmico
con
cojinete guía
transductor
-Panel
Local Foso Superior de Cuatro
con indicación Turbina
conjuntos
(2)
-TCU
(4)
-TCU
Medición a ser
realizada en dos
diferentes
puntos
del cojinete en cada
unidad.
Nivel de aceite en Indicador visual Digital
cojinete guía.
con al menos tres
contactos
para
alarma y disparo.
-TCU
Confirmación cada Micro
inyector es instalado interruptores
y operativo.
- Panel Local Tapa Superior Doce
(12)
con indicación de Turbina
conjuntos
Porcentaje
de Transductor
apertura de agujas
posición
Digital
n/a
Dos
conjuntos
(2)
Regulador
de 4-20 mA
-Local
panel Tapa Superior Dos
con indicación de Turbina
conjuntos
(2)
Regulador
Presión
de
servomotores
de
agujas (entrada y
salida y para cada
inyector)
Previstas
de No aplica N/A
presión
tipo
atornilladas con su
manómetro (para
instalación
durante
las
pruebas)
Confirmación si el Micro interruptor
bloqueo manual de
cada inyector esta
Digital
na
- Panel Local Foso turbina
con
lámpara
piloto
Doce
(12)
conjuntos
Dos
conjuntos
(2)
68
TIPO DE
APLICACIÓN
INSTRUMENTO SEÑAL
DE LA
O ACCESORIO
(SI
SEÑAL
APLICA)
FUNCION
aplicado
CANTIDAD
-Regulador
Confirmación si el Micro interruptor
bloqueo manual de
deflectores
esta
aplicado
Porcentaje
apertura
Deflectores
UBICACION
DEL PANEL
LOCAL
de Transductor
de posición
Digital
- Panel Local Foso turbina
con
lámpara
piloto
Dos
conjuntos
(2)
- Panel Local Tapa superior de Dos
conjuntos
(2)
-Regulador
de 4-20 mA
-Regulador
Presión
en
servomotores
del
mecanismo
de
deflectores(entrada
y salida)
Previstas
de NA
presión
tipo
atornilladas con su
manómetro (para
instalación
durante
las
pruebas)
Confirmación si la Micro-interruptor
boquilla de freno
esta aplicada
Digital
NA
na
- Panel Local Masivo turbina
con
lámpara
piloto
Dos
conjuntos
(2)
Dos
conjuntos
(2)
(2)
-Regulador
Presión de agua a la Previstas de acero NA
entrada de turbina inoxidable G1”.
en la tubería de
distribución
Para
pruebas na
termodinámicas
de eficiencia
Dos
conjuntos
Presión
en
la Tubería y otros NA
Conducción por el componentes para
método de Gibson
aplicar el método
presión – tiempo a
ser instalado en
dos secciones de
la conducción.
Para prueba de na
eficiencia por
Gibson
(método
alternativo)
Dos
(2)
conjuntos, uno
por sección en
la conducción.
Vibración
cojinete guía
en Sensores
Panel Local
Dos
conjuntos
(2)
Contaminación
de Detector
Dos
(2)
4-20 mA
TCU
de Digital
TCU
n/a
69
FUNCION
aceite con agua
TIPO DE
APLICACIÓN
INSTRUMENTO SEÑAL
DE LA
O ACCESORIO
(SI
SEÑAL
APLICA)
UBICACION
DEL PANEL
LOCAL
humedad
CANTIDAD
conjuntos
Regulador de velocidad
Temperatura aceite PT100
sensor 4-20 mA
tanque sumidero
térmico
con
transductor
- Panel Local Sobre
tanque Dos
con indicación sumidero
conjuntos
(2)
-TCU
– Regulador
Presión descarga de Transductor
bombas
del presión
regulador
de 4-20 mA
- Panel Local Sobre
tanque Cuatro
conjuntos
(4)
-TCU
-Regulador
Presión diferencial Interruptor
Digital
filtro de retorno
diferencial
para
indicación
de
alarma y disparo.
- Panel Local Sobre
tanque Dos
conjuntos
Contaminación
aceite con agua
- Panel Local n/a
con indicación
de Detector
humedad
de Digital
(2)
– Regulador
Dos
conjuntos
(2)
Dos
conjuntos
(2)
– Regulador
Nivel de aceite en Indicador visual Digital
tanque sumidero
con interruptores
para
varias
alarmas, normal y
disparo.
-TCU
Regulador
Presión
agua Manómetro
enfriamiento
en
tanque sumidero
NA
N/A
Sobre
tanque Dos
sumidero
conjuntos
(2)
Presión de aceite
NA
Local
Tanque
regulador
Dos
conjuntos
(2)
Regulador
Tanque
regulador
Dos
conjuntos
(2)
Manómetro
Indicación
de Interruptor
presión diferencial presión.
in
filtro,
enfriamiento aceite
de Digital
- n/a
70
TIPO DE
APLICACIÓN
INSTRUMENTO SEÑAL
DE LA
O ACCESORIO
(SI
SEÑAL
APLICA)
FUNCION
UBICACION
DEL PANEL
LOCAL
CANTIDAD
Indicación
de Un
manómetro Na
presión en tanque por tanque
acumulador
Local
acumulador
Dos
conjuntos
(2)
Medición de presión Interruptores de Digital
de descarga en Presión
para
acumuladores
normal, disparos
alto y bajo
Regulador
acumulador
Dos
conjuntos
(2)
Medición de presión Transductor
de descarga en
acumuladores
4-20 mA
Regulador
Tanque
regulador
Dos
conjuntos
(2)
Nivel agua embalse Indicación
4-20 mA
Regulador
velocidad
de Regulador
velocidad
de Dos
conjuntos
(2)
de Regulador
velocidad
de Dos
conjuntos
(2)
de Regulador
velocidad
de Dos
conjuntos
(2)
de Regulador
velocidad
de Dos
conjuntos
(2)
de Regulador
velocidad
de Dos
conjuntos
(2)
de Regulador
velocidad
de Dos
conjuntos
(2)
Válvula esférica Dos
conjuntos
(2)
TCU
Consigna Nivel
Indicación
4-20 mA
Regulador
velocidad
TCU
Velocidad Turbina
Consigna
velocidad
Transductor
inductivo,
indicador
de Indicador
4-20 mA
Regulador
velocidad
TCU
4-20 mA
Regulador
velocidad
TCU
Indicación
Potencia
de Transductor,
indicador
4-20 mA
Regulador
velocidad
TCU
Señales
velocidad
de Relés
Digital
Regulador
velocidad
TCU
Válvula de Admisión
Medición de presión Dos manómetros NA
en filtros de los por filtro
Local
71
FUNCION
TIPO DE
APLICACIÓN
INSTRUMENTO SEÑAL
DE LA
O ACCESORIO
(SI
SEÑAL
APLICA)
UBICACION
DEL PANEL
LOCAL
CANTIDAD
sellos de válvula de
admisión.
Indicación
posición
esférica
de 5 interruptores
válvula
Digital
Panel
TCU
Local Válvula esférica Dos
conjuntos
(2)
Indicación posición 2 interruptores
válvula by-pass
Digital
Local
conjuntos
(2)
conjuntos
(2)
conjuntos
(2)
conjuntos
(2)
conjuntos
(2)
conjuntos
(2)
conjuntos
(2)
conjuntos
(2)
Sello
aplicado
TCU
servicio Microinterruptores Digital
para
dos
posiciones
Sello
mantenimiento
aplicado
Microinterruptores Digital
para
dos
posiciones
Indicación
de Microinterruptor
bloqueo manual del
sello
de
mantenimiento
Digital
Local
TCU
Local
TCU
Local
TCU
Indicación
de Interruptores para digital
presión aguas arriba alarma y disparo
válvula
de
admisión.
Local
TCU
Indicación
de Interruptores
presión balanceada
en
válvula
de
admisión.
Digital
Local
Indicación
de Transductor
presión aguas arriba
válvula
de
admisión.
4 –
mA
20 Local
Indicación
de Transductor
presión aguas abajo
válvula
de
admisión.
4 –
mA
20 Local
TCU
TCU
TCU
72
FUNCION
TIPO DE
APLICACIÓN
INSTRUMENTO SEÑAL
DE LA
O ACCESORIO
(SI
SEÑAL
APLICA)
Medición de presión Manómetro
de servomotores
NA
Local
UBICACION
DEL PANEL
LOCAL
CANTIDAD
conjuntos
(2)
Sistema
de Un
Enfriamiento
conjunto
(1)
Sistema
de Un
Enfriamiento
conjunto
(1)
Sistema
de Un
Enfriamiento
conjunto
(1)
Local
Sistema
de Dos
Enfriamiento
conjuntos
(2)
Local
Sistema
de Dos
Enfriamiento
conjuntos
(2)
Sistema
de Dos
Enfriamiento
conjuntos
(2)
Sistema
de Dos
Enfriamiento
conjuntos
(2)
Sistema
de Dos
Enfriamiento
conjuntos
(2)
Sistema
de Dos
Enfriamiento
conjuntos
(2)
Sistema de Enfriamiento
Medición de presión Dos interruptores Digital
descarga de bombas y un manómetro
por bomba
de enfriamiento
local
TCU
Medición de presión Dos interruptores Digital
general del agua de y un manómetro
enfriamiento
por bomba
Local
Medición de presión Indicador
de Digital
en cada filtro auto- presión diferencial
limpiante
con interruptor y
dos manómetros
local
Medición
de Termómetro
temperatura
y manómetro
presión del agua de
enfriamiento
y NA
Medición de presión Indicador
de Digital
diferencial en filtro presión diferencial
para
sellos
de con interruptor
turbina
Medición de caudal Indicador
de
agua
de caudal
enfriamiento
en contactos
cojinete guía
de Digital
con
de agua para sello caudal
de turbina.
contactos
de Digital
con
de agua para aceite caudal
del regulador.
contactos
de Digital
con
agua
de
NA
TCU
TCU
TCU
Local
TCU
Local
TCU
Local
TCU
Local
73
TIPO DE
APLICACIÓN
INSTRUMENTO SEÑAL
DE LA
O ACCESORIO
(SI
SEÑAL
APLICA)
FUNCION
enfriamiento
cojinete guía
UBICACION
DEL PANEL
LOCAL
CANTIDAD
del
de agua de sello de
turbina.
NA
Local
Sistema
de Dos
Enfriamiento
conjuntos
(2)
agua
de
enfriamiento para
aceite del regulador.
NA
Local
Sistema
de Dos
Enfriamiento
conjuntos
(2)
Niveles tanque de Interruptores
enfriamiento
nivel
de Digital
Local
Sistema
de Un
Enfriamiento
conjunto
(1)
Nivel tanque
enfriamiento
de 4-20 mA
Sistema
de Un
Enfriamiento
conjunto
(1)
Sistema
de Un
Enfriamiento
conjunto
(1)
de Transductor
nivel
TCU
Posición de válvulas Micro-interruptor
del
sistema
de
enfriamiento
Local
TCU
Digital
Local
TCU
Los Tableros de Control de Turbina consisten de un grupo de tableros cuya principal función es
permitir el monitoreo, control y protección de las unidades en forma manual, automática y
remotamente desde el Sistema de Control en la Sala de Control. Estos tableros se listan a
continuación:
Tabla No. 10.2 LISTA DE TABLEROS DE CONTROL REQUERIDOS
Tablero de Control
Cantidad
(1)
Tablero de Control de Unidad (TCU)
Cinco (5) Conjuntos
(2)
Tablero de Control Común (TCC)
Un (1) Conjunto
(3)
Cajas Módulos I/O remotos
Cinco (5) Conjuntos
(4)
Tablero de Sincronización (SI)
Un (1) Conjunto
(5)
Caja de paro de emergencia (CPE)
Un (1) Conjunto
(6)
Tablero Indicaciones Presiones Turbina (TIPT).
Dos (2) Conjuntos
74
(7)
Tablero Control Local para Inyectores y Deflectores (CLID)
Dos (2) Conjuntos
(8)
Tablero Control Local para Sellos Turbina (CLST)
Dos (2) Conjuntos
(9)
Tablero Control Local Medición de Caudal (CLMC)
Un (1) Conjunto
(10) Tablero Control Local Válvula Esférica (TCVA)
Dos (2) Conjuntos
(11) Tablero Control Local Sistema de Enfriamiento (TCSE)
Un (1) Conjunto
(12) Otros tableros pequeños para interconexión eléctrica.
Dos (2) Conjuntos
Para el enlace óptico de conexión entre los TCUs, TCC y el Sistema de Control Maestro, el
protocolo a usar será Ethernet TCP/IP. Este enlace permitirá tener un control completo de la unidad
y las indicaciones así como los mandos y alarmas serán transmitidas o recibidas en serie desde o
hacia los equipos que lo requieran. Señales de enclavamiento y disparo serán alambradas.
Para los enlaces seriales con los auxiliares mecánicos y eléctricos el protocolo a usar será Profibus o
Ethernet TCP/IP. Estos enlaces permitirán tener un control completo de cada auxiliar, y las
indicaciones así como mandos y alarmas serán transmitidos o recibidos desde o hacia los equipos
que lo requieran. Señales de enclavamiento y disparo serán alambradas.
El CONTRATISTA suplirá todos los cables de interconexión de los tableros de Turbina, tuberías,
listas de cables, tablas de alambrado, listas de materiales, diagramas eléctricos, diagramas de
interconexión, y detalles de circuitos.
10.2.2.
Requerimientos
10.2.2.1. Tableros de Control (TCU, TCC, SI, CPE)
El CONTRATISTA deberá realizar el diseño, fabricación, pruebas en fábrica, suministro,
supervisión de la instalación y puesta en servicio de los tableros de control indicados en éste
contrato.
El alcance de suministro incluye todos los equipos y materiales necesarios para implementar las
secuencias de control (arranque y paro), protección (mecánica), adquisición de señales analógicas y
digitales, monitoreo de estados y alarmas, control manual, automático y remoto de auxiliares,
comunicación con el sistema de control (SCADA), repuestos, etc. Entre estos equipos y materiales
se incluyen controladores lógicos programables, pantallas táctiles, unidades de entradas y salidas,
módulos I/O remotos, software para operación y mantenimiento (modo on-line y en modo off-line),
equipo y materiales de red, cableado de fibra óptica, accesorios necesarios para conectarse a la red
de control de Casa de Máquinas y otros. Se deberán incluir los equipos y sistemas con todos los
accesorios requeridos para una operación de calidad, segura y confiable. Las señales críticas como
enclavamientos, disparos y control básico deben ser alambradas.
El suministro incluye lo siguiente:
 Tableros de Control de Unidad (TCU)
75
 Tablero de Control Común (TCC).
 Tablero de Sincronización (SI).
 Caja de paro de emergencia (CPE).
Así mismo el CONTRATISTA deberá proporcionar los servicios de supervisión en sitio de los
trabajos de instalación, puesta en servicio y entrenamiento para el personal del ICE en la adecuada
operación, mantenimiento y diagnostico de fallas de los equipos. Posterior a la puesta en servicio, se
requiere una prueba de confiabilidad de los equipos para garantizar la correcta operación y atención
de fallas de los mismos.
El CONTRATISTA de esta sección realizará en su totalidad la ingeniería de detalle la cual
comprende entre otros, la elaboración de planos esquemáticos completos que incluyan el diseño de
interconexión entre equipos del CONTRATISTA y entre equipos de éste y otros equipos de la
central. Entre otros equipos de la central se deberá especial consideración de aquellos equipos de las
unidades 3, 4 y 5 que no serán modernizados cuyas señales serán requeridas por los tableros de
control del CONTRATISTA.
La recopilación de la información y la coordinación con los fabricantes de turbina, generador y
control será realizada por el CONTRATISTA, manteniendo informado al ICE.
Los tableros de control indicados en ésta sección deberán permitir el monitoreo y control desde el
Sistema de Control (SCADA), el cual se ubicará en la sala de control. El sistema de control
(SCADA) estará en capacidad de tomar las señales que requiera de los tableros aquí especificados
para el control y despliegue de pantallas y mímicos en las pantallas de las estaciones de operación.
Uno de los principales objetivos es la reducción de cableado convencional mediante el uso de
módulos de entrada y salida de periferia distribuida y enlaces de comunicación seguros con los
tableros de control para la recopilación de información y ejecución de mandos hacia los distintos
equipos.
El diagrama de referencia para el sistema de control propuesto para la planta se denomina
Arquitectura de Control (RM-SC01) y se encuentra en la sección de planos. En este plano se
presenta la topología deseada para el sistema de control, sin embargo durante el proceso de
adquisición de los equipos de control el CONTRATISTA podrá proponer una topología de control
diferente siempre y cuando estos cambios representen una mejora a un diseño más seguro y
confiable y sea sometido a aprobación del ICE.
Toda la configuración del sistema de control deberá presentarse al ICE para aprobación durante el
proceso de ingeniería.
El sistema de control estará basado en cuatro niveles jerárquicos según se indica en la sección del
“Sistema de Control Maestro (SCM)”. Los Tableros de Control de Unidad (TCUs) y Tablero de
Control Común (TCC) pertenecen al “Nivel de control de unidad”, el cual comprende la
coordinación en forma manual o automática de todos los grupos y sistemas que permiten la
operación de la unidad, tanto en modo generador como en modo condensador síncrono. El modo
condensador síncrono en este suministro solo será aplicable a los TCUs correspondientes a las
Unidades 3, 4 y 5.
76
El CONTRATISTA deberá suministrar todo el software necesario para la operación, mantenimiento
y programación (en modo on-line y en modo off-line) del sistema, así como todas las licencias y
llaves físicas y palabras de paso (password) de nivel administrador si los hubiera.
Cualquier futura expansión debe poderse efectuar con un mínimo de modificaciones en equipo y
programación sin que se requiera la intervención directa del CONTRATISTA para su realización,
para esto el CONTRATISTA tomará todas las previsiones en el suministro para que esto sea posible.
El Tablero de Control de Unidad tendrá las siguientes características:
El TCU o tablero de control de unidad será utilizado para la adquisición de datos por unidad de
todos los equipos, permitirá realizar las funciones de monitoreo y control, protección mecánica y
secuenciasde arranque y paro de la unidad en forma manual y automática desde el tablero o
remotamente desde el sistema de control (SCADA), permitiendo operar la unidad desde el reposo
hasta unidad sincronizada con la red, tanto en modo generador como en modo condensador síncrono.
El modo condensador síncrono en este suministro solo será aplicable a los TCUs correspondientes a
las Unidades 3, 4 y 5.
TABLERO CONTROL DE UNIDAD (TCU)
El tablero de control de unidad (TCU) tendrá las siguientes características:

La dimensión mínima de cada tablero TCU no deberá ser menor de 1,6 metros de frente.

Estará ubicado en la elevación 1108 msnm.

La tecnología será completamente digital y usará un Controlador Lógico Programable (PLC)
como unidad de procesamiento central. Será construido bajo estructura modular (Fuentes,
CPUs, módulos entrada-salida, etc.) para permitir el envío y recibo de toda la señalización y
comandos requeridos para controlar la unidad.

Los controladores lógicos programables solicitados serán de tecnología reciente, apropiados
para el uso en centrales hidroeléctricas, que cumplan con la normativa IEC 61131-3 que
cuenten con soporte técnico. Los equipos suministrados serán flexibles y modulares con
capacidad de adaptarse a las necesidades actuales y las del futuro inmediato. El tiempo de
ciclo máximo en los controladores no debe ser mayor que 250ms.

Incluirá doble alimentación y distribución interna en 125VCD por medio de interruptores
termomagnéticos. Para las entradas digitales se utilizará 125VCD. Para alimentaciones
internas en el tablero se permitirá el uso de 24VCD proveniente de convertidores
redundantes de 125 / 24 VCD.

Regletas terminales recogerán todas las conexiones necesarias para el acceso de los
elementos contenidos en el tablero.
El tablero de control de unidad (TCU) incluirá un PLC compuesto por al menos los siguientes
equipos:
77

Dos procesadores (CPUs), uno principal y uno de respaldo (“stand-by”) con la circuitería
necesaria para una configuración redundante, así como fuentes de poder redundantes, estas
características deberán ser comprobadas en sitio con la unidad operando. Ambos
procesadores realizarán las funciones de secuencia y protección mecánica de la unidad. El
procesador de respaldo operará automáticamente en caso que el principal fallara sin afectar el
control de la unidad. El programa de control residirá en memoria no volátil y en caso de falla
de energía este programa no sufrirá modificaciones. La memoria de lectura y escritura
(RAM) usada en operaciones del programa será del tipo estático.
Módulos de entradas / salidas: digitales y analógicas (RTDs y lazos de 4-20mA) aisladas
galvánicamente. Deberá contar consuficiente cantidad de entradas y salidas para asegurar el
apropiado desempeño en el control de la unidad y además tendrá un 15% de reserva para uso
futuro por cada tipo utilizado. Se incluyen entre otras señales de control, medición, alarmas y
disparos, de los sistemas auxiliares, regulador de velocidad, generador, excitación, válvula
de admisión, aire comprimido, enfriamiento, protecciones eléctricas, tableros de servicio
propio de CA y CD, transformadores de potencia, etc.
Todas las salidas digitales del PLC para la activación de variables de la unidad activarán
relés de interface alambrados a bornes de regleta.
La cantidad de entradas y salidas analógicas-digitales de todos los controladores
programables y módulos I/O remotos a suplir por el CONTRATISTA serán las necesarias
para recibir el estado de todas las variables de estado, alarma y las diferentes variables
analógicas disponibles en la planta; necesarias para una supervisión y control efectivo de la
misma. El CONTRATISTA deberá dejar un 15 % (físico y en regletas, relés, etc.) libre para
uso futuro de cada tipo de señal en los módulos de entrada y salida de cada controlador o
módulo I/O remoto.

Módulos de entradas / salidas remotos (I/O Remotos instalados en cajas o tableros ubicados
cerca del punto de origen de las señales de forma que se reduzca el cableado entre los
dispositivos y el TCU). Se utilizarán para la recolección de señales analógicas y digitales así
como para la ejecución de comandos y señales analógicas de salida. Los módulos I/O
Remotos se comunicarán con el TCU por medio de 2 enlaces redundantes de fibra óptica. En
caso de falla de uno de los enlaces de fibra óptica entre un determinado módulo I/O Remoto
y el TCU, el sistema conmutará automáticamente al otro enlace de forma que no se vea
afectada la operación del sistema, esta características deberá ser comprobada en sitio con la
unidad operando. Se deberá reportar la falla del enlace o de alguno de los módulos al sistema
de control (SCADA). Las señales de disparo se alambrarán directamente al PLC de
protección mecánica sin pasar por los módulos I/O Remotos. Para los enlaces seriales entre
el TCU y los módulos I/O Remotos, el protocolo a utilizar será Profibus DP o algún otro
protocolo abierto que el fabricante proponga y el ICE apruebe. En caso de que los Centros de
Control de Motores cuenten con módulos I/O Remotos, éstos deberán ser incorporados al bus
de campo Profibus DP. La UTR-CENCE no forma parte de éste contrato, sin embargo se
deberán considerar módulos I/O Remotos suficientes más un 15 % libre para suministrar las
señales que ésta requiere y que serán coordinadas con el ICE. El suministro incluirá un
módulo I/O remoto a instalarse contiguo a cada transformador de potencia de cada una de las
cinco unidades y recogerá las señales de estado, alarma y disparo de cada transformador.
78

Para los TCU de las unidades 1 y 2, se deberán implementar enlaces seriales de
comunicación con el regulador de voltaje y regulador de velocidad por medio de protocolos
Profibus DP o Ethernet TCP/IP (señales y comandos). Para los TCU de las unidades 3-4-5, la
comunicación con éstos equipos se hará en forma alambrada por medio de los módulos I/O
Remotos. Así mismo se requiere un enlace de comunicación a través del TCC entre los
contadores de energía y los TCU de forma que se pueda contar con la información respectiva
para el despliegue en pantallas del TCU y del sistema de control (SCADA) y almacenadas en
la computadora con el software historiador. Las señales de enclavamiento y disparo serán
alambradas.

Procesador de comunicaciones para red ethernet. El TCU tendrá dos puertos Ethernet IEEE
802 (uno en cada procesador) para comunicación con el Sistema de control (SCADA). El
protocolo de comunicación a ser usado en este puerto Ethernet será TCP/IP, y cumplirá con
los estándares más recientes de OPC Servidor – Cliente de acuerdo a OPC-foundation. El
protocolo de comunicación será configurado y probado para comunicación con
computadoras del sistema SCADA y con la computadora con el software Historiador. El
CONTRATISTA deberá coordinar el correcto trasiego de información con el
CONTRATISTA del SCADA y de la computadora con el software historiador y deberá
suministrar los listados completos de direcciones y registros con su respectivo significado
que permitan realizar la programación necesaria. Por medio de este enlace se tendrá un
control completo del TCU y tanto señales como mandos serán recibidos y transmitidos. Las
señales de enclavamiento y disparo serán alambradas.

Panel táctil para mostrar pantallas de los auxiliares de unidad y todos los pasos de las
secuencias de arranque y paro, alarmas, estados y señales analógicas de turbina y generador.
El panel táctil tendrá al menos 30 cm diagonales como área efectiva de visualización, la
resolución será al menos de 600 x 800 pixeles con rango de color no menor a 16 bits,
memoria interna adicional y puertos de comunicación. Se deberán evitar retardos de tiempo
mayores a un segundo, para el cambio de valores en las pantallas táctil, en el SCADA y para
los comandos de ejecución enviados desde las pantallas táctiles a los equipos.

En la sección del “Panel de Cableado Estructurado (PCE) se especifica un servidor para
sincronización de tiempo (NTP) de todos los equipos conectados a la red de control. Por lo
tanto se requiere que el CONTRATISTA implemente dicha sincronización de tiempo en
todos los controladores programables a través de la red de control. La desviación máxima
admisible para este sistema será de 20 ms.

Deberá tener todos los circuitos de soporte para cumplir con todas las características
solicitadas.
El TCU contará también con los siguientes equipos:

Relé de Disparo Eléctrico (86E). Existirá un relé de disparo y bloqueo Eléctrico (86E) en el
TCU con lógica normalmente energizado y el cual se activará (disparo) por cualquiera de los
siguientes casos: falla del PLC del TCU, disparo de protecciones eléctricas, disparo Sistema
de Excitación, botonera de paro de emergencia del sistema de excitación. Los contactos del
79
relé 86E actuarán directamente sobre los interruptores de potencia, excitación, regulador de
velocidad, válvula de admisión, etc.

Relé de Disparo Mecánico (86M). Todas las señales de disparo de Turbina y Generador
serán adquiridas en el TCU para activar un relé de Disparo y Bloqueo mecánico (86M), el
cual tendrá seis contactos disponibles. También será activado por señales digitales de altas
temperaturas, niveles de aceite, vibraciones, falla del Regulador Electrónico de Velocidad,
sobrevelocidad, monitoreo de señales analógicas (por ejemplo temperaturas de RTDs),
botonera de paro de emergencia del TCU y por la botonera de paro de emergencia de la caja
de paro de emergencia (CPE) en sala de control. Este relé opera con lógica normalmente
energizada. Los contactos hacia el interruptor de generador y excitación estarán supeditados
a que la potencia de la unidad sea cero, de forma que no se dé ninguna sobrevelocidad de la
unidad al momento del disparo.

Relés auxiliares para implementar lógicas alambradas (unidad detenida, apertura de
interruptor de campo, etc.) necesarias para la correcta operación de las unidades.
Implementará lógicas alambradas de control, protección y enclavamientos. Las señales
críticas como enclavamientos, disparos y control básico deben ser alambradas. Las variables
críticas tendrán enclavamientos por medio de contactos de detección y protección para evitar
cualquier operación accidental. Las variables que requieran este tipo de enclavamientos serán
definidas en conjunto por el ICE y el CONTRATISTA.

Relés para acople de salidas digitales.

Switch para conexión a la red del sistema de control. El TCU deberá tener los switch
necesarios para la red del sistema de control, con al menos un 30% de puertos libres para uso
futuro. Los switch deberán cumplir como mínimo con las siguientes características:
-
Protocolos: RSTP según IEEE 802.1w, SNMP v1/v2, http, RMON, TELNET, SNTP,
Port Priority 802.1p, seguridad (IP y MAC).
-
Puertos: al menos 2 puertos 100 Base FX/1000 Base X con conectores ST para fibra
multimodo, al menos 4 puertos 10 Base T/100 Base TX/1000 Base T RJ45 (8P8C).
-
Rango de temperatura de 0º C a 40º C, humedad de 10 a 95% según IEC 60068-2-30
variante 2, vibraciones 0.7g @ 13,2 Hz - 100 Hz 90min según IEC 60068-2-6,
choque 15g @ 11ms.
-
Indicadores luminosos tipo LED para diagnostico.

Indicadores. Los siguientes indicadores serán instalados en el TCU: Contador horas
operación, voltaje de generador, frecuencia, velocidad, potencia activa y reactiva, ajuste de
potencia, ajuste de velocidad, límite de apertura, posición de inyectores y deflectores, nivel
de Toma.

Botonera de Paro de Emergencia. Esta tendrá una cubierta protectora para evitar
accionamientos accidentales.

Alarma Audible / Visible en el tablero con reposición manual.

Sensor de Humo.
80

Incluirá los equipos necesarios para interconectarse con el tablero de sincronización
(sincronización manual y automática de la unidad).
Funciones de tablero de control de unidad (TCU):

Adquisición y supervisión de señales de la unidad, así como ejecución de comandos:
Entradas / Salidas analógicas y digitales.

Secuencias de arranque y paro de la unidad (secuencias de control) en forma manual (paso a
paso) y automática desde el tablero o remotamente desde el sistema de control SCADA
(arranque sin excitación, arranque con excitación y arranque con sincronización),
permitiendo operar la unidad desde el reposo hasta unidad sincronizada con la red, tanto en
modo generador como en modo condensador síncrono. El modo condensador síncrono en
este suministro solo será aplicable a los TCUs correspondientes a las Unidades 3, 4 y 5. Será
posible el cambio de modo de operación de generador a condensador síncrono y viceversa a
solicitud del operador. Estas secuencias considerarán todo el proceso de operación desde
unidad detenida hasta sincronización de la unidad con el Sistema Nacional Interconectado
(SNI). Como parte de las secuencias se debe monitorear señales que son independientes de la
turbina y que permiten o inhiben el arranque y paro de la unidad (generador, control y
protección).

Realizará las siguientes secuencias de arranque:
(i)
Local Manual: Arranque paso a paso.
(ii)
Local Automático: Arranque sin excitación, arranque con excitación y arranque
con sincronización.
(iii) Remoto Automático: Arranque sin excitación, arranque con excitación y arranque
con sincronización.
El sistema proveerá al operador un medio de revisión de las condiciones iniciales de arranque que no
se encuentren cumplidas.
El sistema contará con todas las lógicas de enclavamientos necesarias para prevenir operaciones
incorrectas en las secuencias.

Realizará las siguientes secuencias de paro automático:
(iv) Secuencia de paro normal.
(v)
Secuencia de paro rápido con bloqueo, para fallas eléctricas.
(vi) Secuencia de paro rápido con bloqueo, para fallas mecánicas.
(vii) Secuencia de paro de emergencia.
Los tiempos entre los pasos de la secuencia de paro serán supervisados. En caso de que durante una
secuencia de parada rápida se supere el tiempo de alguno de los pasos, se procederá a realizar una
secuencia de paro de emergencia.
81

El TCU realizará, pero no se limitará, a las siguientes funciones:
1. Ajuste de subir potencia
2. Ajuste de bajar potencia
3. Ajuste de subir límite de carga
4. Ajuste de bajar límite de carga
5. Ajuste de subir voltaje
6. Ajuste de bajar voltaje
7. Disparo de emergencia
8. Arranque de unidad
9. Paro de unidad
10. Cambiar modos de operación del regulador de velocidad
11. Desactivar el PSS (Sistema de Estabilización de Potencia).

Los controladores programables (PLCs) transmitirán las órdenes o comandos generados por
el operador hacia los equipos de la planta según sea dispuesto. Estos comandos pueden ser
generados desde el TCU o desde el Sistema de Control (SCADA). Por este motivo el TCU
deberá contar con un sistema de discriminación jerárquico para establecer desde que punto se
está controlando la planta. El control es activo solo en un equipo a la vez.

La adquisición de datos se podrá realizar por medio de entradas digitales, analógicas o bien
por medio de enlaces seriales. En general se deberá procurar que la mayoría de los equipos
cuenten con la capacidad para brindar la información por medio de canales seriales. Las
señales básicas para la operación de la unidad (sin enlaces seriales) deberán ser alambradas.

El sistema tendrá la capacidad de recibir del operador una consigna de potencia, voltaje,
apertura de alabes, etc., para las unidades y de enviar una secuencia de comandos seriales
hacia la planta hasta llevar las unidades al valor deseado. Se evitarán lazos de control
secundarios en los equipos de control que eviten el funcionamiento del AVR y Regulador de
velocidad; esto significa por ejemplo que el TCU genere pulsos hacia el regulador de
velocidad basado en la consigna recibida por el operador siendo la forma correcta el enviar la
consigna al regulador de velocidad y que éste equipo alcance ésta consigna.

El controlador supervisará las señales analógicas necesarias (por ejemplo temperaturas y
vibraciones) de forma que si alguna de las variables supervisadas constantemente sobrepasa
el valor de alarma (primera etapa), el sistema activará una alarma para el operador (sin
importar en qué pantalla se encuentre) por medio de una alarma sonora, una pantalla de
despliegue momentáneo, o cualquier objeto animado; esto se mantendrá hasta que el
operador reconozca la alarma. Si la variable continúa elevándose y alcanza un valor cercano
al crítico, el sistema automáticamente emitirá una orden de paro a la unidad. Las señales a
supervisar serán definidas en conjunto con el ICE. La supervisión de temperaturas se dará a
través de las diferentes pantallas. El sistema tendrá la capacidad de definir valores de alarma
y de disparo para diferentes temperaturas y dispositivos. El sistema no deberá dar señal de
82
alarma o de disparo en caso que se presente una falla en un RTD o transductor de
temperatura, pero dará una señal de la falla en la medición (ej. lazo abierto o fuera de rango).

A través del panel táctil, el sistema tendrá la capacidad de generar mímicos editados por
programa que faciliten al operador el control de cada unidad. Las pantallas mímicas del panel
táctil deberán incluir entre otras: Control de Unidad, Secuencias, Protección Mecánica,
Regulador de velocidad, Sistema de Excitación, Válvula de Admisión, Enfriamiento de
unidad, Medición de Energía, Protección Eléctrica, Vibraciones, Celdas de Salida,
Transformadores de Potencia, tableros de servicio propio, tendencias, temperaturas,
instrumentación turbina, instrumentación generador, centros de control de motores,
generación de unidad y planta, estado de las comunicaciones, mantenimiento y ajuste de
parámetros, historial de alarmas y estados y esquema hidráulico del proyecto. Los mímicos
deberán someterse a aprobación del ICE. El alcance de las pantallas así como el texto de
cada señal será definido en coordinación con el ICE y sometido a su aprobación.

El Sistema de control (SCADA) presentará en sus pantallas y almacenará la información
correspondiente a la energía generada por cada unidad. Los contadores de energía para cada
unidad no forman parte del presente cartel, sin embargo el TCU deberá tomar la información
del TCC el cual tiene un enlace serial con dicho sistema para el despliegue de información en
el TCU y el envío de la misma al Sistema de control (SCADA).

Secuencias de paro de emergencia por:
 Paro de emergencia eléctrico (86E).
 Paro de emergencia mecánico (86M).
Tablero de Sincronización (SI):
a) Componentes.
Se suministrará un sistema de sincronización completo para las 5 unidades generadoras, incluyendo
toda la instrumentación requerida para realizar las funciones de sincronización manual y automática
en forma local desde el tablero de sincronización y remota (solicitud de sincronización automática)
desde los tableros de control de unidad o desde el sistema de control (SCADA).
El tablero deberá contar con al menos los siguientes componentes:

Relé de sincronización automático.

Relé de verificación de sincronismo para operación manual.

Sincronoscopio.

Voltímetro Dual.

Frecuencímetro doble.

Selector Local Manual / Local Automático / Remoto.

Selector con llave para Sincronización Normal / Sincronización Barra Muerta

Botoneras y accesorios para sincronización manual, automática y prueba de lámparas
83

Luces indicadoras de estados de operación
b) Características Generales.
El equipo deberá tener capacidad para sincronizar cada unidad generadora en configuración
generador – transformador al Sistema Nacional Eléctrico (SEN) según se indica en el diagrama
unifilar.
El equipo de sincronización para cada unidad se instalará en el tablero de sincronización (SI).
Deberá ser parte integral del sistema el equipo que permita ajustar el voltaje y la velocidad de la
unidad a sincronizar, enviando para ello señales de mando a los reguladores de voltaje y velocidad
hasta alcanzar el punto de sincronismo con el Sistema Nacional Eléctrico (SEN).
Cada unidad generadora podrá sincronizarse con el Sistema Nacional Eléctrico (SEN) en forma
manual o automática. Local desde el propio tablero de sincronización y remota desde el TCU o
desde el sistema de control (SCADA).
El sistema verificará que el módulo de interruptor del generador y sus seccionadoras estén en la
posición correcta antes de poder iniciar el proceso de sincronización.
Deberá existir en el tablero TCU, un botón de paro que le permita al operador detener la secuencia
de sincronización en el momento que lo desee.
El sistema de comprobación por medio del relé de chequeo de sincronismo deberá ser independiente
de la sincronización automática, de tal manera que se garantice la operación manual en caso de que
falle el sistema automático de sincronización.
El voltaje nominal (Un) de medición para todo el sistema será de 100 voltios entre fases, 60 Hz
c) Filosofía de Operación:
i.
Sincronización local-manual (desde el tablero de sincronización):

Selector (LM/LA/R) en local-manual.

Se selecciona unidad para sincronizar.

Se ajusta voltaje y frecuencia mediante las respectivas botoneras hasta alcanzar
sincronismo.

Se da orden de cierre al disyuntor de la unidad.

Relé trifásico de chequeo de sincronismo verifica si orden se da fuera de
sincronismo (sistema de bloqueo).

En caso de sincronización con barra muerta, las siguientes condiciones
aplicarán:

Se utilizará un selector con llave para seleccionar el modo de sincronización
con barra muerta
84
ii.
iii.

La operación completa solo se realizará de forma manual.

El sistema de sincronización supervisará que los interruptores termomagnéticos
de los transformadores de potencial estén cerrados (no existe señal de voltaje
“0” falsa).

El relé de verificación de sincronismo deberá dar permiso de cierre del
interruptor si no existe voltaje en la barra.
Sincronización local-automática (desde el tablero de sincronización):

Selector (LM/LA/R) en local-automático.

Se selecciona unidad para sincronizar.

Se activa relé de sincronización automática y éste ajusta voltaje y frecuencia
hasta alcanzar el punto de sincronismo y da la orden de cierre al disyuntor de la
unidad.
Sincronización remota (desde el TCU o desde el sistema de control SCADA):

Selector (LM/LA/R) en remoto.

TCU o sistema de control (SCADA) envía un comando de sincronización
automática por medio de la red y éste ajusta voltaje y frecuencia hasta alcanzar
el punto de sincronismo y da la orden de cierre al disyuntor de la unidad.
Unidad de Sincronización Automática:
La unidad de sincronización automática deberá contar con las siguientes características:
Funcionamiento basado en microprocesador (numérico).
Con puerto de comunicación RS-232 interface serial, para ajustes, configuración y calibración por
medio de una PC.
Utilizado para controlar el cierre del interruptor de cada unidad generadora, cuando se cumplan las
condiciones de sincronización, tales como magnitud de voltaje, ángulo de fase y frecuencia entre la
unidad a sincronizar y el sistema eléctrico nacional (SEN.).
Al iniciarse el proceso de sincronización automática, se activará un temporizador que apagará el
equipo si transcurre un tiempo determinado (ajustable) y no se ha completado el proceso de
sincronización. Además deberá tener un botón de paro que le permita al operador detener la
secuencia de sincronización en el momento que lo desee.
Deberá permitir la carga de parámetros y ajuste de los valores de tiempos y magnitudes de las
variables utilizadas en el proceso de sincronización. Dicha carga de parámetros será realizada en el
mismo relé así como por medio de un microcomputador portátil que se conecta al puerto serial (RS
232) del relé. Cualquier cable, interfaz o accesorio necesario para conectar el relé a un PC portátil,
software, etc. deberá ser suministrado con el equipo.
85
El programa (“software”) para carga de parámetros, será apropiado para correr en una PC, ambiente
“Windows XP” o superior. Deberán suministrarse todos los programas necesarios para la carga de
los ajustes de los parámetros del relé de sincronización así como para obtener información o estado
de las señales involucradas.
Voltaje nominal (Un) de medición de 100 voltios entre fases.
Frecuencia de 60 Hz, trifásico, sistema sólidamente aterrizado.
Capacidad de ajuste del tiempo activo del relé en un rango de 1 a 1200 segundos, en pasos de 1
segundo.
Capacidad de ajuste del voltaje máximo de medición.
Capacidad de ajuste del voltaje mínimo de medición.
Capacidad de ajuste del rango para la diferencia de voltajes de 0,02 a 0,4 Un, con una resolución de
0,001 Un.
Capacidad de ajuste del rango de la diferencia de frecuencia de 0,05 a 1,0 Hz, con incrementos de
0,01 Hz, precisión de +- 0,01 Hz.
Capacidad de ajuste del rango de la diferencia de ángulo de 1 a 10 grados como mínimo, con
incrementos de 1grado, precisión de +- 0.1 grados.
Capacidad de ajuste del voltaje y duración de los pulsos para el regulador de voltaje.
Capacidad de ajuste de la frecuencia y duración de los pulsos para el regulador de velocidad.
Los contactos de cierre serán del tipo rápido y serán capaces de operar directamente el circuito de la
bobina de cierre de los interruptores. Deben tener una capacidad mínima de 5 Amperios continuos y
30 Amperios por 0.5 segundos.
Deberá prever un ajuste que considere diferentes tiempos de cierre de los disyuntores. Para ello se
tendrá compensación del tiempo de operación del interruptor de 20 a 500 mseg, en pasos de 1 mseg.
Los valores característicos anteriores son valores mínimos permisibles, de forma tal que una
precisión mayor o un relé con características superiores es perfectamente aceptable.
Relé de Verificación de Sincronismo:
El relé de verificación de sincronismo es utilizado para habilitar el cierre del interruptor de cada
unidad generadora, cuando se cumplan las condiciones de sincronización, tales como magnitud de
voltaje, ángulo de fase y frecuencia entre la unidad a sincronizar y el sistema eléctrico nacional
(SEN).
El relé de verificación de sincronismo también deberá permitir el cierre del interruptor de la unidad
generadora cuando se cumplan las condiciones adecuadas durante las sincronización con barra
muerta.
Voltaje nominal (Un) de medición de 100 voltios entre fases.
Frecuencia de 60 Hz, trifásico, sistema sólidamente aterrizado.
86
El relé deberá ser trifásico.
Capacidad de ajuste del rango para la diferencia de voltajes de 10% a 30% Un.
Capacidad de ajuste del rango de la diferencia de ángulo de 2 a 10 grados como mínimo.
Los contactos de cierre serán del tipo rápido y serán capaces de operar directamente el circuito de la
bobina de cierre de los interruptores. Deben tener una capacidad mínima de 5 Amperios continuos y
30 Amperios por 0.5 segundos.
Los valores característicos anteriores son valores mínimos permisibles, de forma tal que una
precisión mayor o un relé con características superiores es perfectamente aceptable.
Sincronoscopio:
El sincronoscopio funcionará de tal manera que la aguja rotará de acuerdo con la desviación del
ángulo de fase.
Se mantendrá en posición vertical, apuntando hacia arriba si la desviación es cero y la posición de
ambas fases es la misma y apuntando hacia abajo si la diferencia de ángulo de fase es de 180 grados.
El sincronoscopio deberá operar satisfactoriamente de 90 a 150 Voltios y girará ante la ausencia de
cualquiera de las fuentes de potencial.
Voltímetro Dual:
El voltímetro doble se requiere para indicar la comparación entre el voltaje del generador y el voltaje
del sistema eléctrico nacional (SEN).
Frecuencímetro Doble:
El voltímetro doble se requiere para indicar la comparación entre el voltaje del generador y el voltaje
del sistema nacional interconectado (SEN).
Selectores, Botoneras e Indicadores:
i.
Como mínimo se deberán instalar en el tablero de sincronización los siguientes
selectores:
ii.

Local Manual / Local Automático / Remoto.

Sincronización Normal / Sincronización Barra Muerta (con llave).
Como mínimo se deberán instalar en el tablero de sincronización las siguientes
botoneras:

Selección de Unidad
87
iii.
iv.

Arranque de Sincronización.

Paro de Sincronización.

Subir voltaje.

Bajar voltaje.

Subir frecuencia.

Bajar frecuencia.

Prueba de lámparas.
Como mínimo se deberán instalar en el tablero de sincronización los siguientes
indicadores analógicos:

Sincronoscopio.

Voltímetro dual.

Frecuencímetro Doble.
Como mínimo se deberán instalar en cada TCU las siguientes indicaciones luminosas:

Unidad Seleccionada

Sincronizando (en operación).

Interruptor abierto.

Interruptor cerrado.

Tiempo de Sincronización excedido.

Falla unidad de sincronización.
Tablero de Control Común (TCC):
El Tablero de Control Común tendrá como función principal adquirir y procesar las señales digitales
y analógicas provenientes de los sistemas comunes de la Planta (alarmas comunes de los detectores
de humo, mcbs, falla PLCs comunes y de unidad, cargadores de baterías e inversores, tableros de
distribución de CD y CA comunes, CCM común, transformadores de servicio propio, previstas para
sistema de seguridad, sistema de enfriamiento, drenaje, protecciones comunes, planta de emergencia
y sistema contra incendios), integrar la información de los contadores de energía de las 5 unidades y
hacer que esta información esté disponible para los tableros de control de unidad, las computadoras
del Sistema de Control y la computadora con el software historiador. También deberá implementar
cualquier lógica de control necesaria para la correcta operación de los auxiliares comunes.
El Tablero de Control Común (TCC) tendrá las siguientes características.

Estará ubicado en la elevación 1108 msnm.
88

La tecnología será completamente digital y usará un Controlador Lógico Programable (PLC)
como unidad de procesamiento central. Será construido bajo estructura modular (Fuentes,
CPUs, módulos entrada-salida, etc.) para permitir el envío y recibo de toda la señalización y
comandos requeridos para controlar los sistemas comunes.

Los controladores lógicos programables solicitados serán de tecnología reciente, apropiados
para el uso en centrales hidroeléctricas, que cumplan con la normativa IEC 61131-3 y que
cuenten con soporte técnico. Los equipos suministrados serán flexibles y modulares con
capacidad de adaptarse a las necesidades actuales y las del futuro inmediato. El tiempo de
ciclo máximo en los controladores no debe ser mayor que 250ms.

Incluirá doble alimentación y distribución interna en 125VCD por medio de interruptores
termomagnéticos. Para las entradas digitales se utilizará 125VCD. Para alimentaciones
internas en el tablero se permitirá el uso de 24VCD proveniente de convertidores
redundantes de 125 / 24 VCD.

Regletas terminales recogerán todas las conexiones necesarias para el acceso de los
elementos contenidos en el tablero.
El Tablero de Control Común (TCC) incluirá un PLC compuesto por al menos los siguientes
equipos:

Dos procesadores (CPUs), uno principal y uno de respaldo (“stand-by”) con la circuitería
necesaria para una configuración redundante. Ambos procesadores realizarán las mismas
funciones. El procesador de respaldo operará automáticamente en caso que el principal
fallara sin afectar el control de las unidades, estas características deberán ser comprobadas en
sitio con la unidad operando. El programa de control residirá en memoria no volátil y en caso
de falla de energía este programa no sufrirá modificaciones. La memoria de lectura y
escritura (RAM) usada en operaciones del programa será del tipo estático.

Módulos de entradas / salidas: digitales y analógicas (RTDs y lazos de 4-20mA) aisladas
galvánicamente. Tendrá suficiente cantidad de entradas y salidas para asegurar el apropiado
desempeño en el control de los sistemas comunes y además un 15% de reserva para uso
futuro. Se incluyen entre otras señales de control, medición, alarmas, disparos, señales de
control y medición de los sistemas auxiliares comunes, cargadores de baterías, tableros de
servicio propio de CA y CD, etc.
Todas las salidas digitales del PLC activarán relés de interface alambrados a bornes de
regleta.
La cantidad de entradas y salidas analógicas-digitales de todos los controladores
programables y módulos I/O remotos a suplir por el CONTRATISTA serán las necesarias
para recibir el estado de todas las variables de estado, alarma y las diferentes variables
analógicas disponibles en la planta; necesarias para una supervisión y control efectivo de la
misma. El CONTRATISTA deberá dejar un 15 % (físico y en regletas, relés, etc.) libre para
uso futuro de cada tipo de señal en los módulos de entrada y salida de cada controlador o
módulo I/O remoto.
89

Módulos de entradas / salidas remotos (I/O Remotos instalados en cajas o tableros ubicados
cerca del punto de origen de las señales de forma que se reduzca el cableado entre los
dispositivos y el TCC). Se utilizarán para la recolección de señales analógicas y digitales así
como para la ejecución de comandos y señales analógicas de salida. Los módulos I/O
Remotos se comunicarán con el TCC por medio de 2 enlaces redundantes de fibra óptica. En
caso de falla de uno de los enlaces de fibra óptica entre un determinado módulo I/O Remoto
y el TCC, el sistema conmutará automáticamente al otro enlace de forma que no se vea
afectada la operación del sistema. Se deberá reportar la falla del enlace o de alguno de los
módulos al sistema de control (SCADA). Las señales de disparo se alambrarán directamente
al PLC de protección mecánica sin pasar por los módulos I/O Remotos. Para los enlaces
seriales entre el TCC y los módulos I/O Remotos, el protocolo a utilizar será Profibus DP o
algún otro protocolo abierto que el fabricante proponga y el ICE apruebe. En caso de que los
Centros de Control de Motores Comunes cuenten con módulos I/O Remotos, éstos deberán
ser incorporados al bus de campo Profibus DP. La UTR-CENCE no forma parte de éste
contrato, sin embargo se deberán considerar módulos I/O Remotos para suministrar las
señales que ésta requiere y que serán coordinadas con el ICE.

El CONTRATISTA deberá suministrar e implementar un enlace de comunicación entre el
TCC y los 6 contadores de energía (ION) existentes (5 Unidades y Servicio Propio) de forma
que se pueda contar con la información respectiva para el despliegue en pantallas del TCU,
TCC y del sistema de control. El Sistema de control (SCADA) presentará en sus pantallas y
almacenará la información correspondiente a la energía consumida por el servicio propio.
Los contadores de energía para cada unidad y del servicio propio de la planta forman parte
del presente cartel, el TCC deberá implementar el enlace serial con dicho sistema para el
despliegue de información en el TCC y en el TCU, así como el envío de la misma al Sistema
de control (SCADA). Se utilizará interfaz ModBus RTU Maestro para la comunicación con
el equipo de medición de energía ION (RS-485), así toda la información de estos medidores
estará disponible para el Sistema de control (SCADA).

En caso de que los cargadores de baterías y planta de emergencia cuenten con la posibilidad
de comunicación serial, se deberán implementar dichos enlaces hacia el TCC.

Procesador de comunicaciones para red ethernet. El TCC tendrá dos puertos Ethernet IEEE
802 (uno en cada procesador) para comunicación con el Sistema de control (SCADA). El
protocolo de comunicación a ser usado en este puerto Ethernet será TCP/IP, y cumplirá con
los estándares más recientes de OPC Servidor – Cliente. El protocolo de comunicación será
configurado y probado para comunicación con computadoras del sistema SCADA y con el
Historiador. El CONTRATISTA deberá coordinar el correcto trasiego de información con el
CONTRATISTA del SCADA y suministrar listados completos de direcciones y registros con
su respectivo significado que permitan realizar la programación necesaria. Por medio de este
enlace se tendrá un control completo del TCC y tanto señales como mandos serán recibidos y
transmitidos. Las señales de enclavamiento y disparo serán alambradas.

Panel táctil para mostrar pantallas de los auxiliares y equipos comunes. El panel táctil tendrá
al menos 30 cm diagonales como área efectiva de visualización, la resolución será al menos
de 600 x 800 pixeles con rango de color no menor a 16 bits, memoria interna adicional y
puertos de comunicación. Se deberán evitar retardos de tiempo mayores a un segundo, para el
90
cambio de valores en las pantallas táctil, en el SCADA y para los comandos de ejecución
enviados desde las pantallas táctiles a los equipos.

En la sección del “Panel de Cableado Estructurado (PCE) se especifica un servidor para
sincronización de tiempo (NTP) de todos los equipos conectados a la red de control. Por lo
tanto se requiere que el CONTRATISTA implemente dicha sincronización de tiempo en
todos los controladores programables a través de la red de control. La desviación máxima
admisible para este sistema será de 20 ms.

Deberá tener todos los circuitos de soporte para cumplir con todas las características
solicitadas.
El TCC contará también con los siguientes equipos:

Relés auxiliares para implementar lógicas alambradas necesarias para la correcta operación
de los sistemas comunes. Implementará lógicas alambradas de control, protección y
enclavamientos. Las señales críticas como enclavamientos, disparos y control básico deben
ser alambradas. Las variables que requieran este tipo de enclavamientos serán definidas en
conjunto por el ICE y el CONTRATISTA.

Switch para conexión a la red del sistema de control. El TCC deberá tener los switch
necesarios para la red del sistema de control, con al menos un 30% de puertos libres para uso
futuro. Los switch deberán cumplir como mínimo con las siguientes características:
-
Protocolos: RSTP según IEEE 802.1w, SNMP v1/v2, http, RMON, TELNET, SNTP,
Port Priority 802.1p, seguridad (IP y MAC).
-
Puertos: al menos 2 puertos 100 Base FX/1000 Base X con conectores ST para fibra
multimodo, al menos 4 puertos 10 Base T/100 Base TX/1000 Base T RJ45 (8P8C).
-
Rango de temperatura de 0º C a 40º C, humedad de 10 a 95% según IEC 60068-2-30
variante 2, vibraciones 0.7g @ 13,2 Hz - 100 Hz 90min según IEC 60068-2-6,
choque 15g @ 11ms.
-
Indicadores luminosos tipo LED para diagnostico.

Alarma Audible / Visible en el tablero con reposición manual.

Sensor de Humo.
El tablero de control común (TCC) realizará las siguientes funciones:

Adquisición y supervisión de señales de equipos comunes, así como ejecución de comandos
comunes: Entradas / Salidas analógicas y digitales.

Secuencias y lógicas de control necesarias para activar equipos auxiliares comunes como el
sistema de enfriamiento. Así mismo, contará con todas las lógicas de enclavamientos
necesarias para prevenir operaciones incorrectas.
91

Los controladores programables (PLCs) transmitirán las órdenes o comandos generados por
el operador hacia los equipos comunes de la planta según sea dispuesto. Estos comandos
pueden ser generados desde el TCC o desde el Sistema de Control (SCADA). Por este
motivo el TCC deberá contar con un sistema de discriminación jerárquico para establecer
desde que punto se está controlando la planta. El control es activo solo en un equipo a la vez.

La adquisición de datos se podrá realizar por medio de entradas digitales, analógicas o bien
por medio de enlaces seriales. En general se deberá procurar que la mayoría de los equipos
cuenten con la capacidad para brindar la información por medio de canales seriales. Las
señales básicas para la operación de la unidad (sin enlaces seriales) deberán ser alambradas.

El controlador supervisará las señales analógicas necesarias (por ejemplo temperaturas de los
transformadores de servicio propio, niveles del tanque de drenaje) de forma que si alguna de
las variables supervisadas constantemente sobrepasa el valor de alarma (primera etapa), el
sistema activará una alarma para el operador (sin importar en qué pantalla se encuentre) por
medio de una alarma sonora, una pantalla de despliegue momentáneo, o cualquier objeto
animado; esto se mantendrá hasta que el operador reconozca la alarma. Si la variable
continúa elevándose y alcanza un valor cercano al crítico, el sistema automáticamente
emitirá una orden de paro a la unidad. Las señales a supervisar serán definidas en conjunto
con el ICE. La supervisión de temperaturas se dará a través de las diferentes pantallas. El
sistema tendrá la capacidad de definir valores de alarma y de disparo para diferentes
temperaturas y dispositivos. El sistema no deberá dar señal de alarma o de disparo en caso
que se presente una falla en un RTD o transductor de temperatura, pero dará una señal de la
falla en la medición (ej. lazo abierto o fuera de rango).

A través del panel táctil, el sistema tendrá la capacidad de generar mímicos editados por
programa que faciliten al operador el control de los sistemas comunes. Las pantallas mímicas
del panel táctil deberán incluir entre otras: Control de auxiliares (sistema de enfriamiento,
sistema de drenaje-vaciado), cargadores de baterías, contadores de energía, inversores,
tableros de servicio propio comunes, centros de control de motores, transformadores de
servicio propio, Equipos de Comunicaciones, Sistema de Seguridad, Sistema de Protecciones
Comunes, Sistema Contra Incendios, válvula de conducción, tendencias, temperaturas,
mantenimiento y ajuste de parámetros, historial de alarmas, estados, control de consignas y
esquema hidráulico del proyecto. Los mímicos deberán someterse a aprobación del ICE. El
alcance de las pantallas así como el texto de cada señal será definido en coordinación con el
ICE y sometido a su aprobación para garantizar una fácil y segura operación en el SCADA.
Caja de Paro de Emergencia (CPE):
La Caja de paro de emergencia (CPE) consistirá de una caja de montaje en pared con botoneras de
paro de emergencia para cada una de las unidades. Se instalará en la Sala de Control.
Características Técnicas:
La Caja de paro de emergencia (CPE) deberá tener las siguientes características.
92

Botoneras de paro de emergencia para cada unidad. Estos botones se alambrarán y activarán
los relés de disparo y bloqueo (86M) en los tableros TCU.

Protección mecánica contra contacto accidental.

Contacto auxiliar de cada botonera alambrado al tablero respectivo (TCU).
10.2.2.2. Tablero de Indicación de Presiones de Turbina (TIPT)
Este tablero incluye indicadores de aguja para señales de presión requeridas para el soporte y
operación de la unidad., por ejemplo: Presión de Conducción, Presión en Distribuidor, etc.
Los indicadores serán acorde a lo requerido en las Especificaciones Técnicas Generales.
El tipo y nivel de la señales serán preferiblemente lazos 4-20 mA y se tendrán contactos como
indicado en esta sección. Los instrumentos que sean considerados necesarios por el
CONTRATISTA o que sean requeridos por el Empleados se ubicarán en los espacios indicados
como disponibles. El grado de protección para este tablero será IP 66.
10.2.2.3. Tablero Control Local para Inyectores y Deflectores (CLID)
Este tablero permitirá el monitoreo y control de todos los inyectores y deflectores de una unidad
específica. Algunos dispositivos a incluir en este tablero son los siguientes:
i. Indicadores Digitales con 3 dígitos de unidad y 2 dígitos para mostrar decimales del
porcentaje posición de cada inyector y deflector.
ii. Selector Remoto-Local.
iii. Botones y selectores para control manual, mantenimiento, rutina de ajuste, y para bloqueo de
inyectores específicos.
iv. Varias lámparas indicadoras para mostrar alarma, estados de enclavamiento, sistema listo.
10.2.2.4. Tablero Control Local Sellos de Turbina (CLST)
Este tablero permitirá el monitorio y control de motores, filtros, válvulas del sistema de Sellos de
Turbina. Algunos dispositivos a incluir en este tablero son los siguientes:
 Selector Local – Remoto.
 Botones y selectores para control manual.
 Varias lámparas indicadoras para mostrar alarma, estados de enclavamiento, sistema
listo.
10.2.2.5. Tablero Medición de Caudal (CLMC)
Este tablero está integrado con lámparas e indicadores digitales del caudal de cada Turbina.
93
10.2.2.6. Tablero Control Local Válvula Esférica (TCVA)
Este tablero permitirá el monitoreo y control de la Válvula Esférica y la Válvula de Derivación de
cada unidad generadora. Algunos dispositivos a incluir en este tablero son los siguientes:
 Selector Local – Remoto.
 Botones y selectores para control manual y Paro de Emergencia.
 Varias lámparas indicadoras para mostrar alarmas, estados de enclavamientos, estados de
sellos, sistema listo. Es permitido solución con PLC.
10.2.2.7. Tableros de control del Sistema de Enfriamiento
Se suministrarán Tableros de Control Local para la operación local de los equipos. Estos tableros
deberán contar con:

selectores para operación local-remota,

botoneras para arranque y paro de motores, válvulas, filtros, etc.,

indicaciones luminosas para estados y alarmas.
Estos tableros se comunicarán con controlador programable del Tablero de Control Común en donde
residirá la lógica para el control del sistema de enfriamiento y además con los Centros de Control de
Motores de donde se suministra la potencia y protección a los motores.
Los tableros de control local y cajas de unión correspondientes deberán cumplir con lo indicado en
los requerimientos técnicos generales. Además de contar con todos los accesorios necesarios para su
correcta instalación y operación.
Otras características de este sistema son los siguientes:

El tablero TCC permitirá el monitoreo y control de motores, válvulas, filtros y demás
dispositivos de este sistema. En la pantalla de operación del TCC y en el Sistema de Control
Maestro se contará con toda la información referente al sistema de enfriamiento, estado de
selectores, estado de motores, comandos, alarmas, límites de alarma programados para cada
valor medido, etc.
10.2.2.8. Tablero de Control Sistema de Drenaje.
Se debe suministrar un tablero de control para ser ubicado en pared para el sistema de drenaje
existente equipado con dos bombas,. Este tablero deberá incluir todos los dispositivos necesarios
para una operación segura y confiable del sistema de drenaje tanto de forma manual como
automática.
94
El CONTRATISTA deberá suministrar todos los dispositivos, cables y accesorios necesarios para la
interconexión con los tableros de control correspondientes que permitan el intercambio de
información y mandos hacia el Sistema de control (SCADA). Además deberá proveer en forma
alambrada una señal de bloqueo por bajo nivel de agua para cada bomba hacia el Centro de Control
de Motores (CCMs).
El suministro incluye las cajas de interconexión de potencia, dispositivos, cables y accesorios
necesarios para la alimentación de potencia de cada bomba.
Dentro del suministro el CONTRATISTA deberá incluir un sensor de nivel con salida de 4-20mA
para la medición en el tanque de drenaje, además de un interruptor de nivel para inundación de Casa
de Máquinas al nivel 1105,6 msnm.
Desde este tablero se podrán operar las bombas tanto en modo manual como en modo automático
de forma segura y confiable. En esta caja residirá la lógica de control y enclavamientos necesarios
para la correcta operación del sistema.
El tablero de control local debe contar como mínimo con los siguientes dispositivos:

Selector para operación local o remota.

Selectores manual-automático para cada bomba.

Indicadores de estado para cada bomba (bomba en operación o bomba detenida).

Indicadores de falla para cada bomba.

Indicación de alarma por alto nivel.

Botoneras para arranque o paro.
El CONTRATISTA deberá prever dentro de su diseño la interconexión con el Sistema de Control
(SCADA - suministro de otros) a través del Tablero de Control Común (TCC) de forma que se
pueda contar con la información de drenaje-vaciado tanto en el TCC como en las computadoras del
Sistema de Control (SCADA) y la computadora con el software historiador, además de poder enviar
desde el SCADA mandos remotos desde estos dos puntos para el arranque y paro de las bombas.
10.2.2.9. Otras Cajas de Control Local.
Para todos los equipos auxiliares secundarios se suministrará caja de control local con botones de
arranque y paro para operar cada auxiliar localmente durante prueba y mantenimientos. Estas cajas
se ubicarán cerca de los equipos a ser controlados así que se obtenga línea vista al equipo a operar.
Estas cajas locales tendrán selector local – remoto para cada auxiliar. Dos contactos libres de
potencial se suministrarán para ser usados en el sistema de control.
Se requieren lámparas indicadoras para verificar si el auxiliar esta operando o si esta detenido. El
grado de protección para este tablero será IP 66.
95
11. PRUEBAS EN FÁBRICA
Los equipamientos y materiales que forman parte del suministro de turbina serán sometidos a una
serie de pruebas y ensayos de calidad. El ICE participará con inspectores propios en varias de estas
pruebas, según la importancia que se le conceda y la posibilidad de establecerse puntos de espera y
de agrupación de pruebas principales.
Además de las pruebas específicas para los equipos, el ICE tendrá toda la libertad para llevar a cabo
auditorias de tercera parte a los sistemas de calidad de las firmas o fábricas encargadas de la
manufactura de los equipos. Estas auditorias se ejecutarán antes o durante el el proceso de
contratación de los sub-proveedores.
11.1. TURBINAS PELTON
Las siguiente pruebas, ensayos y actividades serán practicadas para las turbinas:
a) Análisis químicos y metalúrgicos para los materiales.
b) Ensayos mecánicos: de tensión, de doblez, de impacto (Charpy), de dureza Brinell y de fatiga
(para máquina R.R. Moore o similar).
c) Pruebas al material de fundición de los rodetes:
Para la inspección de los componentes fundidos se aplicará la especificación CCH-70 edición 3
(junio 1996). El diseñador del rodete establecerá la hoja de calidad con base en sus propios criterios,
sin embargo cumpliendo una base mínima establecida en estas especificaciones. Para las zonas de
los componentes del rodete Pelton que estén sometidos a esfuerzos alternantes comprendidos entre
el máximo obtenido y el 50% de ese máximo se aplicará el grado 1 para las pruebas PT, MT, RT y
UT. Las raíces de los canjilones Pelton serán radiografiados 100% y se aplicará la norma.
Una vez que el rodete ha sido balanceado estática y dinámicamente, maquinado y acabado final,
debe sujetarse a una nueva inspección completa con partículas magnéticas y con tintas penetrantes al
100% de su superficie, así como a ultrasonido en las zonas críticas.
La reparación con soldadura de defectos mayores según se definen en GE 70-3 no está permitida y
será causal de rechazo de la pieza. Bajo casos calificados a criterio del ICE y cuando medie una
solicitud formal del CONTRATISTA amparado al procedimiento de reparación y criterios
establecidos por los diseñadores de la pieza, se podrán autorizar reparaciones de defectos mayores,
sin que por ello el ICE asuma responsabilidad solidaria alguna. En las zonas de reparación con
soldadura y en las zonas de mayores esfuerzos del tipo estático y/o alternante se aplicarán
ineludiblemente ensayos radiográficos, que complementarán los ensayos de ultrasonido, de
partículas magnéticas y de tintas penetrantes. Después de cada reparación debido a indicaciones
relevantes en la fundición debe hacerse una nueva inspección con radiografías, ultrasonido partículas
magnéticas y tintas penetrantes; así como aplicar finalmente un tratamiento térmico en horno para
relevado de esfuerzos. Todas las reparaciones por soldadura aprobadas después del maquinado final,
deben efectuarse muy cuidadosamente para evitar calentamiento excesivo de las áreas adyacentes.
Una vez que el rodete sea balanceado estática y dinámicamente, los tratamientos térmicos, los
mecanizados y los acabados, serán sometidos a una nueva inspección completa con las partículas
96
magnéticas y el tinte penetrante en 100% de su superficie. El rodete también será sometido a un
ultrasonido en zonas críticas según sea la opinión del inspector del ICE.
Para las fundiciones de los rodetes no se aceptan discontinuidades lineales en longitudes mayores a 2
mm en la zona de la raíz del cangilón.
Se deben suministrar tres testigos (bloques de material de la misma colada), uno por cada rodete que
contengan los mismos procesos térmicos de fabricación, bien identificados, para ser conservados por
el ICE y que en un futuro, por cada testigo, se puedan fabricar las siguientes probetas para pruebas:
 Tres probetas para pruebas de tensión en máquina universal
 Tres probetas para prueba de impacto Charpy.
 Dos probetas para prueba de doblado
 Seis probetas para pruebas de fatiga para máquina R.R. Moore.
La dimensión de los testigos será establecida por el CONTRATISTA para cumplir lo arriba
señalado.
Cada testigo con su número de identificación estampado en al menos cuatro de sus caras, debe venir
acompañado con un documento de referencia refiriendo a sus características químicas y mecánicas.
Además de los testigos, el CONTRATISTA debe suministrar dos probetas para pruebas de fatiga
R.R. Moore para cada rodete, incluyéndoles todos los procesos térmicos y los tratamientos
superficiales tales como granallado y pulido.
Cada rodete debe mantener un estampado permanentemente con el número que identifica la
fundición bruta para efectos de trazabilidad e identificación. Será ubicado en lugar legible y que la
marca no sea sujeta a la erosión durante la operación.
El CONTRATISTA deberá realizar un informe con todos los defectos reparados con soldadura,
mostrando dibujos en el que se detalla el tamaño, la profundidad y ubicación de los mismos, así
como todos los resultados de las inspecciones.
El ICE debe estar informado sobre todos los defectos reparados mediante soldadura, y el
CONTRATISTA debe mostrar en dibujos el tamaño, la profundidad y localización de los mismos.
Debe elaborarse un registro completo de todas las reparaciones.
d) Las dos turbinas deberán ser completamente pre-montadas en taller del CONTRATISTA y
cubrir lo siguiente:
 Control dimensional de todas las partes principales y donde existan tolerancias o
posibles rozamientos entre piezas estacionarias y rotativas.
 Ajuste, centrado y nivelación de la carcasa de la turbina.
 Instalación de puntos y clavijas de referencia.
 Ajuste de uniones bridadas entre segmentos de carcasa.
 Instalación y ajuste de tubería de distribución e inyectores.
 Alineamientos y nivelación de la tubería de distribución.
97
 Alineamientos y nivelación de la tubería de la tobera de frenado.
 Ubicación del rodete dentro de la carcasa, nivelación y alineamiento. Se podrá colocar
cobre un pedestal.
 Verificación de linealidad entre cada la línea de flujo al rodete y la línea de centro de
cada inyector en planos ortogonales. Verificación de linealidad del inyector de frenado.
 Verificación de las distancias de separación entre las bridas de conexión a los inyectores
y los puntos de ataque en el rodete.
 Finalizar soldaduras definitivas de construcción en la tubería de distribución.
 Colocación de clavijas de guía de la tubería de distribución.
 Ajuste final de plantilla de alineamiento y nivelación simultánea de todos los inyectores,
que se refiere a una herramienta que se bridará a la tubería de distribución y servirá para
dar el posicionamiento de la misma en el sitio de la obra.
 Preparación de previstas para pasos de tuberías y accesorios de la carcasa de turbina,
incluyendo elementos de izaje.
 Instalación de los inyectores y los deflectores para verificar correcto acople e
inexistencia de interferencias. También se verificará el adecuado izaje y posicionamiento
con los puntos de izaje existentes. Pre-ajuste de los tiempos de cierre y apertura de los
inyectores, ya que el ajuste final se hará en sitio. Elaboración para cada inyector de un
diagrama de presión & desplazamiento, entre otros y corroboración de la tendencia al
cierre por resortes.
 En una instalación independiente se probará el apropiado funcionamiento del mecanismo
de accionamiento de los deflectores y su cinemática en general. Se verificarán los ajustes
del bloqueo. Ajuste de límites mecánicos de carrera y otros actuadores.
e) Pruebas de balance y alineamiento: Se harán pruebas de balance estático de rodetes que cumpla
con calidad G 2.5. Adicionalmente se harán pruebas de balance dinámico de los rodetes que
cumpla con calidad G 6.3.
f) Pruebas hidrostática. Las partes sujetas a presión de agua, de aceite, de aire, o de otro fluido
deben ser sometidas a prueba hidrostática a 1.5 veces la presión máxima de trabajo y conforme a
lo establecido en el Código ASME Sección VIII, división I. Se entiende serán sometidas a
pruebas hidrostáticas al menos los siguientes componentes:
 Las partes sometidas a la presión del agua, distribuidor, toberas de turbina, válvula de
admisión con sus manguitos, tubería de agua con sus accesorios, etc.
 Partes sometidas a presión de aceite como tanques de acumulación, servomotores,
cambiadores de calor y tubería de aceite con sus accesorios.
 Partes sometidas a presión de aire u otro gas, sean tanques de acumulación, tanques de
distribución, tuberías con sus accesorios, etc.
g) Se harán pruebas funcionales a los subconjuntos de equipos tal es el caso de la verificación del
disparo apropiado del dispositivo mecánico de sobre-velocidad.
98
h) Se aplicará la norma CCH-70, edición 3 (Junio 1996), para la inspección de los componentes
fundidos de la turbina. En especial, las puntas de agujas se someterán a los mismos ensayos que
se aplican para los rodetes.
i) Se llevarán a cabo ensayos no destructivos de los materiales de turbina según se establece en esta
licitación.
j) Las zonas de reparaciones mayores que fueran aceptadas y las zonas de mayores esfuerzos
alternantes serán sometidas a ensayos radiográficos que complementarán los ensayos de
ultrasonido, partículas magnéticas y tintas penetrantes. Todas las reparaciones permitidas y
practicadas mediante soldadura y todas las intersecciones de soldaduras serán sometidas a 100%
de ensayos radiográficos y 100% de ultrasonido, entre otros.
k) Una vez que el rodete sea balanceado estática y dinámicamente, los tratamientos térmicos, los
mecanizados y los acabados, serán sometidos a una nueva inspección completa con las partículas
magnéticas y el tinte penetrante en 100% de su superficie. El rodete también será sometido a un
ultrasonido en zonas críticas según sea la opinión del inspector del ICE.
l) Todas las costuras longitudinales de la tubería de distribución (manifold) y de los inyectores
serán sometidas a ensayos radiográficos y de ultrasonido en el 100% de su longitud. Todas las
intersecciones serán sometidas a radiografía.
m) Se harán ensayos de corroboración de la estanqueidad de la tubería de distribución con sus tapas,
los inyectores de turbina, los servomotores, el inyector de frenado y los intercambiadores de
calor.
n) Se harán pruebas del espesor y la adherencia de la pintura. Para las pruebas de adherencia se
debe cumplir con la clase 4A del ASTM D3359 para el método A “X-cut tape test” and class 4B
for the method B “cross-cut tape test". El espesor de la pintura debe satisfacer lo especificado en
las Condiciones Técnicas Generales. Los componentes de turbina sujetos a pruebas de
adherencia serán como mínimo las tuberías de distribución, los blindajes de turbina, los
inyectores, y en general, los componentes pintados turbina.
11.2. REGULADORES DE TURBINA
Las siguientes pruebas y actividades serán realizadas para los Reguladores de Velocidad.
a) Los reguladores hidráulicos de turbina serán completamente armados y probados en fábrica.
b) Las diferentes partes serán apropiadamente marcadas, además, serán adecuadamente apilados
para asegurar el correcto alineamiento en el sitio.
c) Todos los dispositivos ajustables serán calibrados y fijados para las condiciones de operación
requeridas y serán asegurados para minimizar la necesidad de reajuste en el sitio. Los
reguladores hidráulicos serán embarcados en conjuntos completos y listos para operación. Todos
los componentes del regulador de velocidad serán probados a una presión correspondiente al
150% de la máxima presión normal de operación.
d) Se harán pruebas dieléctricas a todos los dispositivos eléctricos de acuerdo con la norma ANSI.
99
e) Para las pruebas dinámicas del regulador de turbina debe utilizarse un simulador analógico en
circuito cerrado que permita reproducir las condiciones y parámetros que se tendrán en el sitio.
f) Se practicarán simulaciones de tomas y rechazos de carga a 25%, 50%, 75%, 100% y
sobrecarga.
g) El armado para las pruebas en fábrica del regulador de turbina debe complementar pruebas
hidráulicas que incluyan todos los componentes propios, tales como servomotores,
acumuladores, señal de restauración, válvulas y bombas. Los diámetros de tuberías deben
permitir que los resultados de la prueba sean representativos.
h) Para las pruebas de funcionamiento en transitorios de gran amplitud, así como a pequeñas
oscilaciones alrededor del valor nominal, el actuador será conectado a un sistema de presión de
aceite y a un servomotor. Esta conexión debe incluir un mecanismo disponible de restauración.
i) Para las pruebas de tiempo muerto, banda muerta, comportamiento dinámico, los elementos de
detección del regulador de velocidad serán manejados por una fuente de potencia de frecuencia
que tendrá previsiones de cambios de frecuencia de más o menos 0.1% de la frecuencia normal.
j) Además de las pruebas completas de operación, el CONTRATISTA del regulador de turbina
debe llevar a cabo las siguientes pruebas:
k) Revisión de la caída de velocidad permanente del sistema de regulación primario.
l) Revisión del ámbito del dispositivo del nivel de velocidad.
m) Revisión del ámbito del dispositivo limitador de carga.
n) Revisión del ámbito del ajuste de frecuencia.
o) Revisión completa de voltajes, en todos los puntos de prueba del regulador de velocidad.
p) Revisión y calibración de los sistemas de alineamiento.
q) Revisión para comprobar correspondencia con el criterio de construcción.
r) Pruebas de operación individual para circuitos y dispositivos eléctricos, consistiendo de:
s) Revisión de los puntos de ajuste.
t) Revisión de las funciones de transferencia usando análisis armónico.
u) Razón de insensibilidad debido a variaciones en el voltaje de alimentación, etc.
v) Las pruebas de dieléctrico se harán de acuerdo con la norma IEC 243, en su última edición, y las
especificaciones particulares de los componentes. Se llevará a cabo aplicando un voltaje de
2000 V, a frecuencia nominal, por un minuto, entre los circuitos eléctricos galvánicamente
aislados (exceptuando aquellos circuitos electrónicos cuyo voltaje de pruebas, se haya
establecido en 1000 V efectivos).
w) La prueba de aislamiento se llevará a cabo usando Megger de 500 V y revisando que la
resistencia de aislamiento sea mínimo 100 Megaohms.
100
11.3. SISTEMA DE SUMINISTRO DE ACEITE A PRESION
Se llevarán a cabo las pruebas establecidas según IEC 60308.
Se harán pruebas operacionales que cubran todos los equipos del sistema de suministro de aceite a
presión utilizando una fuente de voltaje variable de alta precisión. Se incorporarán los inyectores
para revisar los desplazamientos de los mismos, como respuestas a las señales de entrada que
El CONTRATISTA debe corregir cualquier fuga, distorsión u otro defecto detectado durante o
posterior a las pruebas en fábrica.
Para detector fugas en al tanque sumidero, se someterá el tanque propiamente a una prueba de fugas
con keroseno caliente, antes de ser pintado.
Las válvulas de alivio deben contar con registro de su ajuste y calibración.
Los acumuladores de aceite a presión serán sometidos a pruebas hidrostáticas a 1.5 veces la presión
de diseño y según establezca la norma ASME Sección VIII Div. I.
Las soldaduras de los recipientes a presión del sistema de suministro de aceite a presión deberán ser
sometidas a 100% de ultrasonido o radiografía, 100% de partículas magnéticas y 100% de tintas
penetrantes.
Las soldaduras del tanque sumidero se probarán con tintas penetrantes al 100%.
El dispositivo de disparo por sobre-velocidad será probado a la velocidad de 600 min-1. Se ajustará
la velocidad de disparo y se protocolizará.
Los materiales de los componentes sometidos a presión deben contar con registros de pruebas
mecánicas y análisis químicos.
Las bombas de abastecimiento del sistema deben contar con los registros de pruebas en fábrica que
consignen el cumplimiento de lo requerido en estas especificaciones.
11.4. VALVULAS DE ADMISIÓN
Los materiales utilizados para la fabricación de las válvulas esféricas de admisión de las turbinas
podrán ser sometidos a auditorias de calidad, así como a ensayos no destructivos, entre otros.
Las dos válvulas serán armadas en fábrica para llevar a cabo pruebas operacionales y de desempeño.
El CONTRATISTA deberá realizar un informe con todos los defectos reparados con soldadura,
mostrando dibujos en el que se detalla el tamaño, la profundidad y ubicación de los mismos, así
como todos los resultados de las inspecciones.
El ICE debe estar informado sobre todos los defectos reparados mediante soldadura, y el
CONTRATISTA debe mostrar en dibujos el tamaño, la profundidad y localización de los mismos.
El CONTRATISTA debe elaborarse y entregar al ICE un registro completo de todas las
reparaciones.
El CONTRATISTA deberá asegurarse de identificar dentro de sus registros los materiales utilizados
en la fabricación de los componentes principales de la válvula para el proyecto, en lo concerniente al
101
tipo, grado, colada, y procedencia, entre otros, de tal forma que se permita una efectiva trazabilidad
de los mismos.
Los resultados de los ensayos que realice el CONTRATISTA según su Sistema de Calidad deberán
ser presentados por escrito al ICE mediante certificados, registros o protocolos.
Todos los materiales deberán ser probados antes de ser incorporados a la fabricación de la válvula.
Los materiales y sus procesos de manufactura deben incluir lo siguiente:
 Análisis químicos.
 Pruebas mecánicas tales como prueba de tensión, prueba de dureza superficial Brinell,
pruebas de impacto y pruebas de doblado, entre otras.
 Calificación procedimiento de soldaduras
 Hojas de control de los tratamientos térmicos.
 Ensayos no destructivos a los materiales y soldaduras tales como partículas magnéticas,
líquidos penetrantes, ultrasonido, y radiografías, entre otros).
 Resultados de pruebas de adherencia y espesor de pintura.
Todas las dimensiones, tolerancias, ajustes y relaciones geométricas de mayor importancia de la
válvula deberán ser identificados en cada plano para su correspondiente control protocolizado. A
partir de esta identificación aprobada por el ICE se confeccionarán los formatos de registro de
control de calidad.
11.4.1.
Pre-Montaje y ensayos funcionales en taller
Para la inspección y confirmación de ajustes y funcionamiento, las válvulas esféricas de la admisión
serán completamente armadas en fábrica, incluyendo servomotores, contrapesos, manguitos de
conexión, tubería y válvulas de la derivación, así como bloqueos, enclavamientos y todos los
equipos de accionamiento hidráulico de los sellos (instalados en sus respectivos tableros). Durante
el armado en fábrica todos los instrumentos y accesorios deberán ser instalados.
Durante este pre-armado en fábrica se llevarán a cabo al menos los siguientes controles:
 La válvula se cerrará y abrirá repetidamente por al menos diez ciclos completos
utilizando aceite bombeado a los servomotores o hasta asegurarse que la misma opera
satisfactoriamente.
 La válvula de admisión, el conjunto de la derivación y el equipo de aplicación de los
sellos serán ensayados en el taller, bajo una presión hidrostática correspondiente al 150%
de la presión de diseño, durante dos horas. Mientras dure la prueba, el cuerpo de la
válvula deberá estar libres de fugas y deformaciones objetables, utilizándose para ellos
medidores de deformación (“strain gauges”) en 8 puntos como mínimo. No se
permitirán compensaciones de presión durante el proceso de la prueba.
 Los cilindros de los servomotores de las válvulas de admisión serán probados a una
presión hidrostática del 150% de la presión máxima posible de operación.
102
 Los cilindros de los servomotores de las válvulas de aguja será ensayados a un 150% de
la máxima presión posible de operación.
 Todo el sistema mecánico e hidráulico de control y accionamiento debe ser sometido a
pruebas operacionales.
 Pruebas de estanqueidad de los servomotores a la presión máxima posible de operación.
 Al final de las diferentes pruebas antes señaladas, deben practicarse pruebas de
estanqueidad para los sellos metálicos y empaquetaduras de la válvula de admisión, a la
presión nominal de la misma. Antes de la verificación de las fugas por los sellos
metálicos de las válvulas de admisión, éstos deben someterse al menos a quince ciclos
completos de aplicación - retracción utilizando unidad hidráulica de aplicación de los
sellos. La pérdida de presión de los sellos debe ser minimizada, de tal forma que las
fugas se compensen adecuadamente por no más de tres arranques de la bomba de la
unidad hidráulica de accionamiento de sellos en una hora.
 Se probará igualmente la idoneidad y soporte de la aplicación del sello de mantenimiento
mediante su bloqueo mecánico.
 Las bombas de accionamiento manual serán incluidas en las pruebas y se comprobará
que los ciclos de carga y tiempo para lograr la aplicación y desaplicación completa de
los sellos correspondientes.
 Pruebas de estanqueidad de la válvula de aguja en posición cerrada. Pruebas funcionales
de la válvula de aguja de la derivación. Se harán pruebas del espesor y la adherencia de
la pintura.
 Se llevarán a cabo pruebas operacionales completas de la unidad hidráulica de aplicación
de los sellos. Igualmente se harán pruebas que den cuenta de la apropiada capacidad de
las unidades hidráulicas de aplicación de los sellos.
11.4.2.
Otras pruebas
Para las pruebas de adherencia se debe cumplir con la clase 4A del ASTM D3359 para el método A
“X-cut tape test” y método B del “cross-cut tape test". El espesor de la pintura debe satisfacer lo
especificado en las Condiciones Técnicas Generales. Los componentes de turbina sujetos a pruebas
de adherencia serán como mínimo las tuberías de distribución, los blindajes de turbina, los
inyectores, y en general, los componentes pintados turbina.
Todos los cordones de soldadura de las válvulas de admisión y de sus manguitos serán sometidos a
ensayos de ultrasonido, de partículas magnéticas y de tintas penetrantes. Se aplicarán los
requerimientos para la inspección de recipientes a presión por ASME Sección VIII Div. I.
Todas las costuras longitudinales de la válvula de admisión y de los manguitos serán sometidas
adicionalmente a ensayos radiográficos al 100% de su longitud. Todas las intersecciones de
soldaduras serán sometidas igualmente a radiografías.
La reparación de defectos mayores en fundiciones no será permitida, a menos que sea expresamente
autorizada por el ICE, en conocimiento del procedimiento respectivo. En dicho caso, las zonas de
103
reparaciones mayores que fueran aceptadas y las zonas de mayores esfuerzos alternantes serán
sometidas a ensayos radiográficos que complementarán los ensayos de ultrasonido, partículas
magnéticas y tintas penetrantes. Todas las reparaciones permitidas y practicadas mediante soldadura
y todas las intersecciones de soldaduras serán sometidas a 100% de ensayos radiográficos y 100% de
ultrasonido, entre otros.
Posterior a los tratamientos térmicos, sea cual fuere, los componentes serán sometidos a una nueva
inspección completa con Partículas Magnéticas y Tintas penetrantes en el 100% de su superficie.
También será sometido a un ultrasonido en zonas críticas según sea la opinión del inspector del ICE.
El CONTRATISTA suplirá los procedimientos y listas de todas las pruebas en fábrica hechas que
incluyen como mínimo las siguientes:
 Prueba hidrostática de tuberías e intercambiadores de calor.
 Verificación de propiedades mecánicas y químicas de los materiales.
 Pruebas de operación de filtros automáticos, indicadores de flujo, moto válvulas.
 Inspección dimensional.
 Pruebas de capacidad de motores y bombas.
 Pruebas en motores: resistencia de aislamiento, pruebas de voltaje, pruebas funcionales y
de secuencias.
 Prueba de adherencia de pintura de acuerdo a x-cut tape test (grade 4A) y cross-cut tape
test (method B), como especificado en ASTM D 3359.
11.6. INSTRUMENTACIÓN DE TABLEROS DE CONTROL
Una vez concluida la fabricación del sistema completo, el CONTRATISTA deberá realizar las
pruebas en fábrica de todos los tableros en sus talleres. Una vez que los tableros y equipos estén
totalmente terminados, alambrados a bornes terminales de regletas y probados en fábrica, el
CONTRATISTA deberá realizar pruebas independientes de las propias en presencia del ICE para
verificar la correcta operación de los equipos.
Para éste propósito, el CONTRATISTA deberá facilitar todos los equipos de prueba necesarios.
El CONTRATISTA deberá informar al menos con dos meses de antelación la fecha de las pruebas
en fábrica de forma que el inspector del ICE pueda prepararse adecuadamente para presenciar las
mismas.
Las pruebas a llevar a cabo consisten de Pruebas Básicas (inspección visual, espesor de pintura y
pruebas de aislamiento) y Pruebas Funcionales para cada sistema.
104
11.6.1.
Pruebas Básicas
Deberán consistir al menos de las siguientes pruebas:
INSPECCIÓN VISUAL:

Color, dimensiones, placas de identificación.

Disposición de componentes y regletas.

Identificación de componentes y regletas

Identificación de hilos y código de colores

Verificación de componentes de acuerdo con la lista de partes
PRUEBAS DE PINTURA

Espesor de pintura.

Adherencia.
PRUEBAS DE AISLAMIENTO

Se realizarán antes y después de la prueba dieléctrica.
PRUEBAS DIELÉCTRICAS

Circuitos de Potencia: 2,5kV / 60 seg.

Circuitos auxiliares (120VCA): 1,5kV / 60 seg.

Circuitos de control 125VCD: 1,5kV / 60 seg.

Circuitos de control 24VCD: 0,5kV / 60 seg.
11.6.2.
Pruebas Funcionales
Las Pruebas Funcionales deberán consistir al menos de las siguientes pruebas:

Circuitos de alimentación de CD y CA.

Verificación de señales de corriente y voltaje.

Indicadores analógicos y transductores.

Verificación de entradas y salidas de cada PLC.

Verificación del sistema de protección y disparo.

Circuitos de Control y Fuerza.

Verificación de las lógicas alambradas de control, enclavamiento y bloqueo.

Verificación de alarmas y disparos.
105

Sistema de Sincronización

Verificación de pantallas del panel de operador.

Verificación de las características operacionales
12. PRUEBAS DE MONTAJE, ACEPTACIÓN Y OPERACIÓN
12.1. PRUEBAS DE MONTAJE
Las pruebas a llevarse a cabo durante el montaje serán aquellas que se establezcan en el Manual de
Montaje por parte del CONTRATISTA y que serán supervisadas y protocolizadas por el
CONTRATISTA. Otras pruebas que el ICE o el CONTRATISTA decidieren adicionar a las ya
establecidas en el Manual de Montaje serán acordadas, llevadas a cabo y supervisadas sin que
medien costos adicionales al ICE.
Las pruebas a llevarse a cabo en los reguladores y los sistemas de suministro de aceite a presión de
las turbinas serán complementadas con las pruebas establecidas en el Estándar IEC 60308-2.
Las pruebas de montaje serán hechas por el ICE bajo la supervisión y atestiguamiento del
CONTRATISTA. Estas pruebas serán registradas y protocolizadas tanto por el CONTRATISTA
como por el ICE, firmada por ambas partes. El CONTRATISTA emitirá mensualmente, junto con
los reportes de montaje, todos los correspondientes registros y protocolos de montaje.
Las siguientes pruebas deben ser ejecutadas como mínimo durante el montaje propiamente de las
Turbinas:

Holguras y grados de apertura de las agujas de los inyectores.

Posicionamiento y ajuste adecuado de los inyectores.

Prueba hidrostática de los componentes de turbina y de válvula de admisión
sometidos a presión de agua y que fueron soldados o armados en sitio.

Pruebas funcionales en seco de la válvula de admisión.

Nivelación, planicidad, linealidad, concentricidad, marcha concéntrica y demás
controles dimensionales y de forma que sean relevantes para las turbinas.

Control del cinematismo del mecanismo del accionamiento de los deflectores.

Control del adecuado montaje de los bloqueos y enclavamientos mecánicos.

Ajuste de interruptores límite y válvulas de enclavamiento.

Control de los torques aplicados.

Listas de control (check lists) para la aplicación de torques, sellos, silicones,
resinas, etc., así como para los ajustes y torques menores.

Listas de control para la programación completa de los PLC y demás equipos
relacionados.
106
En general, todos los equipos serán sujetos a ser probados durante su montaje, por ejemplo con el
control de la linealidad, concentricidades, paralelismos en giro, holguras, sentidos de giro, chequeo
de conexiones de tuberías y de cableados, los ajustes de los topes mecánicos y los ajustes en general
de los componentes del suministro de turbina, entre otros.
12.2. PRUEBAS PRELIMINARES DE ACEPTACIÓN
Las pruebas indicadas aquí complementarán las mínimas necesarias que se establecen en el estándar
IEC 60545 como pruebas preliminares. Deberá haber una efectiva coordinación entre el
CONTRATISTA y el ICE para llevar a cabo de las pruebas completas de una forma efectiva.
El CONTRATISTA emitirá todos los procedimientos, listas de control y formatos de registro y
protocolización de las pruebas preliminares que se hagan. Todos los registros y protocolos deberán
ser firmados por ambas partes y serán entregados oficialmente por el CONTRATISTA al Ingeniero
del Contrato.
Al final de estas pruebas, los inyectores se cerrarán completamente y los controles de los equipos se
dejarán energizados en espera del siguiente grupo de pruebas de los equipos.
Durante el periodo de pruebas preliminares (en seco) se practicarán pruebas y reajustes para lo
siguiente:
 Tiempos de apertura y cierre de los inyectores de turbina (en seco).
 Tiempos de operación de los deflectores.
 Tiempos de operación de la tobera de frenado.
 Inspección de la válvula esférica, tubería de distribución, inyectores, rodete, cojinete y
demás componentes de turbina de tal forma que se asegure que no hayan materiales o
cuerpos extraños en ningún conducto de agua. Todas las líneas piezométricas y capilares
serán inspeccionados para asegurar que estén libres de obstrucciones.
 Verificación de las conexiones eléctricas y programa del regulador electrónico de
turbina.
 Verificación de la adecuada conexión de los equipos hidráulicos del sistema de
suministro de aceite a presión para la regulación de la turbina, válvula de admisión y
otros componentes: motores, bombas, actuador electrohidráulico, filtros, válvulas de
solenoide, válvulas piloto, bloqueos de sobrevelocidad, interruptores de límite,
interruptores de sobrevelocidad, bloqueos, etc.
 Verificación preliminar de ala apropiada operación de los dispositivos de disparo por
sobrevelocidad.
 Verificación en seco de la apropiada aplicación de los sellos de la válvula de admisión,
de sus bloqueos, enclavamientos y aplicación manual, entre otros.
 Recirculación del aceite de los sistemas y verificación o recambio de los filtros.
107
 Verificación del nivel de aceite del sistema de suministro de aceite a presión y del
cojinete guía de turbina.
 Verificación de las holguras existentes en el cojinete guía y en los sellos laberínticos de
turbina, entre otros.
 Corroboración de la señalización de la instrumentación para las alarmas, monitoreo y
control de los equipos.
 Revisión de la correcta operación del sistema de enfriamiento y sistema de drenaje.
 Control del efectivo apriete de los pernos de los manholes existentes.
 Revisión de la aplicación efectiva del sello de mantenimiento mediante la bomba
manual.
 Verificación de la operación de las motor-bombas (principales y de reserva) durante una
hora a diferentes presiones. Estas pruebas serán practicadas mediante la regulación y
ajuste de la válvula de descarga. Las corrientes y voltajes del motor serán registrados
para las distintas pruebas.
 Verificación del sentido de giro de los motores.
 Verificación del ajuste de los interruptores y transductores de presión. Determinación de
la efectiva señalización de control para arranque y paro de bombas, apertura o cierre de
válvulas o aplicación de bloqueos, entre otros. Señalización de valores de alarma de
niveles, presiones y temperaturas.
 Corroboración de la presión de nitrógeno del acumulador del sistema de suministro de
aceite.
 Para el regulador electrónico de turbina se harán mediciones de los voltajes de
alimentación (contínuos y alternos), así como la apropiada alimentación mediante
servicio propio. Verificación de los diferentes voltajes internos del sistema. Medición y
ajuste de señales analógicas para referencias de carga del 0 al 120%. Verificación de las
indicaciones de velocidades de regencia entre 54 Hz y 64 Hz. Confirmación del ajuste de
la caida de velocidad.
 Para el sistema de enfriamiento de la Planta se llevarán a cabo verificaciones
operacionales, mediciones de presiones, temperaturas y caudales de cada línea de
enfriamiento. Se comprobará la efectiva operación de los interruptores de presión y
temperatura. Me confirmará el voltaje y la corriente de consumo de los motores de las
bombas y de otros equipos. Me medirán las vibraciones para establecer que se cumplen
los requerimientos establecidos en ISO 10816 para equipamientos nuevos.
 Para las válvulas de admisión, todos los mecanismos, componentes e instrumentos serán
verificados para asegurar la correcta operación de la válvula. Se darán aparturas y cierres
de la válvula, del la derivación y de la aplicación de los sellos con la unidad auxiliar de
bombeo.
108
Para los tableros TCU, TCC, CPE y TCTA, el CONTRATISTA deberá suministrar un
“Procedimiento detallado de las pruebas de puesta en servicio” el cual deberá incluir las pruebas que
se detallan en la presente sección como mínimo aparte de las pruebas propias del fabricante.

Comprobación de alimentaciones auxiliares.

Verificación de circuitos eléctricos y de alambrado.

Verificación de entradas y salidas del sistema (alambradas y a través del enlace de
comunicación serial con el sistema de control SCADA).

Verificación de Lógicas de Control, enclavamiento y bloqueo.

Parametrización y calibración de equipos.

Secuencias de operación (arranque / parada, etc) de los PLCs.

Comunicación serial con otros equipos y con el sistema de control (SCADA)

Sincronización simulada del interruptor principal (Modo Automático – Manual – Barra
Muerta) en el caso de los TCUs.

Prueba de Operación Integral (hardware y software).

Inspección Visual.
12.3. PRUEBAS DE ACEPTACION POST-ARRANQUE (PUESTA EN MARCHA)
Una vez que las pruebas de montaje y preliminares hayan sido efectuadas positivamente, los
bloqueos serán desaplicados y uno o varios inyectores serán ligeramente abiertos bajo control
manual, tal como lo señale el CONTRATISTA, hasta alcanzar una velocidad mínima de giro de la
turbina bajo prueba. Si se presentaran ruidos, vibraciones u otros fenómenos anormales, la unidad
será inmediatamente disparada y revisada. En caso de darse resultados positivos, la rotación inicial
se mantendrá por algunos minutos, según lo determine el coordinador de las pruebas.
Se hará la puesta en operación de la unidad sin carga a diferentes velocidades para revisar los
movimientos de las partes rotativas, el desempeño de los cojinetes y para ajustar el disposito de
sobrevelocidad, entre otros. Luego se pondrá en operación la unidad en diferentes regímenes de
carga hasta alcanzar la máxima apertura de los inyectores para una altura neta tal, que permita fijar
los límites mecánicos de las aperturas (si fuera posible). También se revisará el desempeño de los
cojinetes y el movimiento de las partes rotativas. Los sensores serán definitivamente ajustados.
Una vez que se dá la sincronización y aplicación gradual de la carga, las siguientes verificaciones
serán hechas como mínimo con la unidad bajo operación:
 Alineamiento del eje de la unidad y se llevarán a cabo el balanceo dinámico del conjunto
rotante.
 Operación de otros componentes de turbina.
 Mediciones de vibraciones y movimientos del conjunto rotante en todo el dominio de
caudales de turbina.
109
 Presiones y diferenciales de presiones de los servomotores de turbina en todo el dominio
de condiciones de carga.
 Temperatura de los cojinetes y del aceite.
 Sobrevelocidad, y posible reajuste del dispositivo e interruptor de sobrevelocidad.
 Rechazos de carga como mínimo al 25%, 50%, 75%, y 100% del caudal nominal.
 Magnitud del golpe de ariete por el cierre de una y dos turbinas con sus válvulas de
admisión simultáneamente para condiciones 25%, 50%, 75%, 100% y 110% del caudal
nominal. Los datos deben registrarse con equipo adecuado.
 Vibraciones, oscilaciones de potencia o de presión y ruidos.
 Curvas de desaceleración tiempo – RPM con y sin excitación del conjunto
turbogenerador desde la velocidad nominal pasando por las velocidades de aplicación
del inyector de frenado hasta la detención completa de la unidad.
 Tomas de carga de la unidad, registrando las presiones máximas y mínimas de la tubería,
las condiciones de la apertura de los inyectores, la velocidad de giro, las presiones de los
servomotores de los inyectores, para al menos cada 10%, desde 0% hasta 110% de
apertura, a la mayor velocidad de apertura que permita el regulador.
 Medición de las fugas o filtraciones de la válvula esférica.
 Medición de ruido de las unidades individuales, considerando la no interferencia del
ruido de la unidad contigua.
 La válvula esférica, tubería de distribución, toberas, rodete, recubrimiento del foso, etc,
deben ser inspeccionados para asegurar que no quede ningún material extraño. Todas las
líneas y orificios piezometritos deberán verificarse para asegurar que están libres de
obstrucciones.
 Alineamiento del eje, balanceo estático y dinámico por medio de un sistema de
monitoreo.
 Ajuste de tiempo de la aguja y el deflector.
 Parte eléctrica del regulador de velocidad y auxiliares de la válvula de admisión,
incluyendo motores, válvulas de solenoide, interruptores de sobre velocidad,
interruptores límite, etc.
 Operación del sistema de aceite y nitrógeno a presión del regulador de velocidad,
incluyendo la verificación del rango de operación de la válvula de descarga, válvula de
seguridad y ajuste de los presostatos de control y protección.
 Supresión o rechazo de carga, registrando la presión máxima y mínima de la tubería de
presión, el tiempo de cierre del regulador, la máxima de RPM. para aberturas de
inyectores a cada 10% desde el 20% hasta el 100% de abertura.
 Operación y ajuste del bloqueo de la válvula esférica.
 Medición de las fugas o filtraciones de la válvula esférica.
110
 Prueba de funcionamiento de bomba de reserva, se debe hacer para ambas bombas.
 Prueba de aceleración de la Unidad. Medir el tiempo transcurrido desde el inicio desde
que empieza el giro de la unidad hasta alcanzar la velocidad nominal, mediciones cada
10 segundos por 120 segundos.
 Ajustes del Regulador de velocidad :
i. Ajuste de la carrera del servomotor del deflector, ajuste de carrera del
servomotor de las agujas.
ii. Ajuste de posición de la carrera de servomotores cuando la unidad esta sin
carga girando a velocidad nominal.
iii. Ajuste de potenciómetros para velocidad dentro de la zona de trabajo del
regulador.
 Prueba de desaceleración de la Unidad. Hacer parada de emergencia de la unidad por
medio de disparo y actuación de la tobera de frenado, el cual debe actuar al 90% de la
velocidad nominal y dejar de operar al 25%; y al 15%. . Debe tomarse tiempo de parada.
 Secuencias de Arranque y Paro de las unidades (modo normal y emergencia)
 Sincronización de las unidades generadoras (Modo Automático – Manual – Barra
Muerta). El CONTRATISTA deberá proveer todo el equipo necesario.
 Disparos de las unidades
 Cualquier otra prueba que a juicio del CONTRATISTA o del ICE sean necesarias.
13. PRUEBAS DE EFICIENCIA Y DESEMPEÑO
Las pruebas de desempeño y de eficiencia serán llevadas a cabo por el CONTRATISTA.
Los ensayos de desempeño de la central se realizarán de acuerdo con la Norma CEI 60041, en
particular con referencia al capítulo 4.
Los ensayos de eficiencia y desempeño de la central se establecen para confirmar que las garantías
de prestaciones técnicas han sido cumplidas. Estas pruebas deberán comprender lo siguiente:
 Ensayos de eficiencia por el método termodinámico (con opción de complementar con
pruebas índice) y alternativamente por medición de descarga por el método Gibson.
 Ensayos de potencia para las diferentes condiciones garantizadas de potencia - caudal.
 Verificación de erosión por cavitación.
13.1.1.
Pruebas de eficiencia
Las pruebas de eficiencia deberán estar regidas mediante un procedimiento detallado y un
cronograma elaborado por el CONTRATISTA y sometido a la aceptación del ICE con al menos seis
111
meses de anticipo a las pruebas en cuestión. Aplican en todos sus alcances, los términos establecidos
para estas pruebas en la norma IEC 60041, última revisión.
El CONTRATISTA deberá suministrar todo el equipo, personal experto y demás recursos
especializados para la realización de las pruebas mencionadas. Las pruebas serán atestiguadas por
personal del ICE y por un inspector independiente seleccionado igualmente por el ICE. El ICE se
reserva el derecho de tomar medidas adicionales en paralelo con las del CONTRATISTA para
efectos de validación.
Las pruebas de eficiencia se llevarán a cabo de acuerdo con el método termodinámico incluido en la
norma IEC 60041. Como método alternativo y en caso de que existan condiciones desfavorables
para la medición de la eficiencia (según establece el artículo 14.5.4 del IEC 60041), se efectuarán
pruebas de índice basadas en mediciones de caudal con el método ultrasónico, y utilizando para la
calibración la intermediación al menos una condición favorable obtenida por el método
termodinámico.
El CONTRATISTA debe presentar un informe de las pruebas de eficiencia para ser revisado por el
ICE, incluyendo hojas de datos validadas por los inspectores del ICE y/o el inspector independiente.
Este informe debe ser presentado a mas tardar un mes posterior a la finalización de las pruebas.
13.1.2.
Pruebas de potencia
Las potencias al 100% del caudal nominal, las potencias máximas continuas permitidas y las
máximas potencias en sobrecarga serán evaluadas en sitio mediante mediciones directas, utilizando
los medidores de energía del equipo de la Central.
13.1.3.
Inspección de erosión por cavitación
Las pruebas serán llevadas a cabo por el CONTRATISTA bajo atestiguamiento e inspección del ICE
y/o un inspector independiente contratado por el ICE. Todos los recursos necesarios para llevar a
cabo las pruebas en toda su magnitud, tal cual se señala en la norma IEC60609-2, serán aportados
por el CONTRATISTA.
Las pruebas se llevarán a cabo antes de cumplirse las 8000 horas de operación de las unidades. Si
para ese tiempo, y por inspección visual el ICE determinara que no hay una erosión por cavitación
en grado significativo, se prescindirá de las pruebas.
Las pruebas cumplirán lo señalado en la norma IEC 60609-2, y lo subsiguiente:
 La profundidad de la picadura será medida utilizando un medidor de profundidad
(micrómetro) con plantillas sostenidas en las áreas no dañadas por la cavitación. Estas
plantillas reproducirán las curvas originales y deberán ser suministradas por el
CONTRATISTA. La pérdida de material se establecerá mediante medida directa según
artículo 4.2.3 a) de la norma. Las superficies individuales dañadas se establecerán según
el método señalado en 4.2.2 de la norma IEC60609-2.
 Si la pérdida de material de los rodetes, las superficies dañadas o la profundidad de las
picaduras durante el período de garantía, resultan ser mayores que lo garantizado, el
112
CONTRATISTA deberá analizar y corregir tales deficiencias sin costo adicional para el
ICE. Además cubrirá todos los costos de transporte y reparación en fábrica de los rodetes
dañados, los cuales una vez reparados, contarán con una nueva garantía con una
duración del doble de la original.
14. CAPACITACIÓN
El CONTRATISTA brindará un servicio de entrenamiento técnico sobre los principios de diseño,
funcionamiento, manufactura, pruebas y mantenimiento de los equipos, especialmente para el caso
de turbinas Pelton similares a las contratadas.
El temario deberá incluir como mínimo lo siguiente:
14.1. TURBINAS PELTON
14.1.1.
Aspectos hidráulicos de las turbinas
 Fundamentos hidráulicos.
 Técnicas y metodologías para la medición de caudales de turbina.
 Estándares de medición de los diferentes parámetros de las turbinas Pelton.
 Fenómenos hidráulicos que puedan afectar las turbinas.
 Fenómenos de cavitación y de erosión por arena.
14.1.2.
Procesos constructivos y de reparación
 Aplicación de ensayos no destructivos para labores de mantenimiento preventivo y
predictivo.
 Optimización de los perfiles de los álabes de rodete y de otros componentes de turbina
para la obtención de las mejores eficiencias y para la reducción del ruido, vibraciones,
cavitación y erosión.
 Reparaciones mediante soldaduras en sitio para reponer material perdido debido a
fenómenos de cavitación o erosión. Necesidad de aplicación de tratamientos térmicos en
sitio. Aplicación de granallado y otros procesos, tal como se aplicara en la fabricación.
 Procedimientos técnicos de las técnicas de reparación de las fundiciones o forjas.
 Técnica de la aplicación de los recubrimientos de carburos de Tungsteno con el método
HVOF en las partes sujetas a erosión. Técnicas de mecanizado, esmerilado y pulido de
dichos recubrimientos.
 Procedimientos para determinar el material perdido en rodete debido a la cavitación o
erosión.
113
14.1.3.
Mantenimiento
 Procedimientos para el ensamblaje y desensamblaje de los componentes de turbina y
auxiliares.
 Medición y confirmación de niveles, centros, linealidad, holguras, ajustes y otras
referencias necesarias. Herramientas para estas mediciones.
 Aplicación de resinas epóxicas, entre otras para las partes de turbina y sus auxiliares.
Requerimientos y métodos de aplicación.
 Métodos de incremento de la dureza superficial en los rodetes y agujas de toberas, entre
otros.
 Procesos de mantenimiento más importantes en los equipos. Programa de mantenimiento
recomendado.
 Procedimiento de prueba y registros de datos durante el balance de la unidad.
14.1.4.
Mantenimiento de los equipos auxiliares
 Equipo de suministro de aceite a presión.
 Sistema de lubricación de los cojinetes guía.
 Sistema de enfriamiento.
 Herramientas suministradas.
 Equipo eléctrico y de control
 Tuberías, válvulas y accesorios relacionados.
 Procedimiento para determinar la instrumentación necesaria de la Planta.
 Procedimiento para determinar la instrumentación necesaria de la Planta.
14.2. REGULADOR DE TURBINA
 Conceptos de regulación de las turbinas y descripción detallada.
 Descripción de la regulación electrónica de velocidad en las turbinas.
 Diagramas lógicos de control (Función de transferencia).
 Señales de protección y alarmas.
 Ajustes del regulador electrónico de turbina.
 Mantenimiento del regulador y programa recomendado.
 Pruebas de calibración y diagnóstico del estado actual del regulador.
 Detección de fallas.
14.2.1.
Sistema de suministro de aceite a presión
 Descripción detallada del sistema de suministro de aceite a presión
114
 Descripción detallada del funcionamiento de los componentes del sistema.
 Mantenimiento y ajuste del transductor electro hidráulico, de la válvula de distribución,
de las demás válvulas y componentes del sistema.
 Montaje, desmontaje y ajustes del sistema.
 Montaje, desmontaje y ajuste de las bombas del sistema.
 Montaje, desmontaje y ajuste de los servomotores de las agujas de tobera.
 Ajustes de apertura y cierre de los inyectores y deflectores, entre otros.
 Procedimiento para el vaciado y llenado acumulador de aceite a presión, del tanque
sumidero y de las membranas con nitrógeno.
 Ajustes de presión del sistema.
 Protecciones mecánicas.
 Mantenimiento general.
 Detección de fallas.
 Pruebas de diagnóstico.
14.3. VÁLVULAS DE ADMISIÓN
 Descripción detallada de la válvula de admisión y sus sistemas.
 Procedimientos de ensamblaje, desensamblaje y ajuste de los siguientes componentes:
sellos de operación y mantenimiento, servomotores, manguitos, junta de expansión,
instrumentación, unidad hidráulica de accionamiento de sellos, válvulas y dispositivos de
enclavamiento y bloqueo.
 Ajustes de tiempos de apertura y cierre.
 Ajustes de presiones de control y monitoreo.
 Protecciones mecánicas.
 Mantenimiento general
 Detecciones de fallas.
 Pruebas de diagnósticos
14.4. TABLEROS DE CONTROL
El CONTRATISTA deberá impartir cursos de entrenamiento para el personal del ICE en la
operación y mantenimiento de los equipos. Para ello deberá someter a aprobación del ICE,
información detallada del alcance de los mismos así como del currículo de los instructores
propuestos.
Se requiere entrenamiento en sitio para cubrir los tópicos de operación y mantenimiento básico de
los tableros de control de Casa de Máquinas y enlaces externos. El CONTRATISTA suministrará
115
equipo similar al instalado con el fin de poder realizar la capacitación de forma más segura y
comprensible al personal ICE.
El entrenamiento tendrá un apropiado balance teórico/práctico. Este tendrá una clara orientación
práctica para operar, controlar y dar el mantenimiento básico a los tableros adquiridos y en caso de
disparos el personal pueda poner las unidades nuevamente en operación. Incluirá una explicación de
los componentes del sistema, las fallas más comunes, administración básica del software y pantalla
táctil.
Se estima una duración de al menos 4 días hábiles para 12 operadores y técnicos del ICE.
Se impartirán cinco días de capacitación divididos de la siguiente forma:


Dos días para operación y técnicos
Tres días mantenimiento avanzado del sistema
116

modernizacion rio macho (unidades 1 y 2)- sección et

Transcripción

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