Interconexión de planta de generación en 60 Hz a sistema de 50 Hz

[Bruno Nemer]

Muy buenas a todos los miembros de la lista. Tengo que encarar un proyecto de interconexión de una planta de generación de 7 MW 13.8 kV y 60 Hz al sistema interconectado nacional (50 Hz, la tensión de conexión probablemente sería 24.9 kV). Me pueden recomendar alguna bibliografía o algún punto de partida? Muchas gracias por sus aportes.

Bruno Nemer Tatton

EP&E

La Paz, Bolivia

[Jose I. Torres]

Estimado Ingeniero Bruno,

es muy evidente que a Ud le han asignado un proyecto muy complejo, y el camino mas expedito es llamar al Paquetizador de la Turbina Generador, me imagino sea una Turbina pequena "aeroderivativa" a Gas, y que no sea "dual fuel" porque el proyecto se hace mas complejo.

El concepto basico para convertir un Turbo-Generador de 60 a 50 Hz presenta dos opciones a nivel de Paquetizadores (O.E.M.), conceptualmente pueden haber "n" alternativas.

Opcion No. 1: instalar una caja reductora (gear box) entre el eje (shaft) de la turbine de potencia y el generador electric.

esta es la opcion mas implementada por los O.E.M. porque mantienen casi el 100% de la potencia del eje de la Power turbine disponible para el generador electric.

Opcion No. 2: reducir la velocidad de la maquina (engine) para ajustar a la velocidad de 3,000 rpm en el eje (shaft) de la power turbine y asi darle las 3,000 rpm al generador electric para que genere en 50 Hz.

esta opcion es odiada por los productores de energia electrica porque pierden mucho dinero y el pay back del proyecto se va a abajo.

Tampoco es la mas recommendable por los O.E.M. por el tema financiero. 

Tambien por experiencia te puedo comentar que un proyecto de esta naturaleza se ejecuta entre 12-15 meses, la pura Ingenieria toma no menos de 6 meses.

Otra ayuda si la turbina es General Electric a Gas Aeroderivativa yo gustosamente te puedo dar un contacto para que platiques con el personal de mercadeo de Conversions, Modifications and Upgrades de Estados UNidos de General Electric Power & Water y asi des los primeros pasos en este gigantesco proyecto de Ingeneria tanto en el area electrica, mecanica, controles y de proceso del paquete de turbo-generacion.

Si el paquete es de Pratt and Whitney no te puedo ayudar; si es de Rolls Royce te puedo dar un contacto.

De hecho yo regreso a finales de este mes al Departamento de Diseno en General Electric Power & Water (Houston, Texas) para continuar trabajando en el Departamento de Diseno de Ingenieria Electrica donde ejecutamos este tipo de conversion a las GE engines LM2500, LM5000 y LM6000, inclusive desarrollamos proyectos a paquetes con turbine GE ejecutados por otros paquetizadores distintos a GE Houston donde se encuentra la principal paquetizadora de aeroderivativas.

Si la turbina es a vapor ni me preguntes, no tengo contactos y este es otro mundo, demasiada termodinamica.

Si la Power turbine es a vapor el proyecto tambien requiere apoyo de Ingenieros Termicos en sistemas de generacion para que corran modelos de eficiencia de la maquina, del sistema termico, del costo de kWH y demas temas de interes de este tipo de Ingenieria Turbo-Termica. De eso creo tener una referencia en Espana. la tendria en mis manos a finales de mes de Enero.

Hermano no quiero asustarlo, pero este tipo de proyecto requiere de Ingenieria inclusive que a veces toca desarrollarla por primera vez aunque parezca mentira.

Ejemplo, me toco trabajar en la primera turbine a usar combustible Ethanol en Brazil. Esa tecnologia no existia y los paisanos Brazileiros (Petrobras) la pidieron por razones de su Mercado y se desarrollo para ellos.

Si conozco de un Kit para efectuar el mismo tipo de "conversion" de 60 a 50 Hz a una maquina LM6000 de GE, se hizo en Turquia una vez.

Y en Estados Unidos conoci de otra conversion, de 50 a 60 Hz, maquina similar (casi seguro en un 90%, en Pensilvannia).

Lo bueno de toda esta narrative es que si se ejecuta este tipo de proyectos.

No tengo libros ni bibliografia sobre este tema.

Saludos, suerte, adelante

Jose I. Torres 

Nota: Por cierto Ing. Bruno, disculpe la imprudencia, este paquete proviene de un pais de 60 Hz (por ejemplo, Venezuela).

Es un paquete Nuevo o es un paquete usado.

Lo que si tambien te puedo comentar asegurate de disponer de todos los planos, electricos, de mecanica (montajes), los P&ID, saber cual es la version del software del controlador.

Esto con la idea de disponer de un insumo muy importante que va a ser requerido por quien vaya a desarrollar la Ingenieria.

Los planos tienen un build plan for manufacturing donde aparecen cada uno de los planos que le correponden a ese paquete.

Un consejo de amigo latino, no se deje convencer de algunas empresas americanas que ejecutan este tipo de proyecto por 0.4-0.5 millon de dolares mas barato que una empresa O.E.M. y despues Ud. quede con un cancer de vibracion, problem structural, partiduras de estructuras, problema de lubricacion en el generador, etc. etc.

Conozco un caso donde una empresa que al final nos tuvo que llamar para entregarnos un proyecto de Ingenieria en Turquia.

 

--
--
www.listaelectrica.org
 
LISTA ELECTRICA SALVADOR MARTINEZ
 
"Somos la Lista de Consulta por Referencia de America Latina y Europa"
 
---
Has recibido este mensaje porque estás suscrito al grupo "LISTA ELECTRICA "SALVADOR MARTINEZ"" de Grupos de Google.
Para anular la suscripción a este grupo y dejar de recibir sus correos electrónicos, envía un correo electrónico a listaelectrica...@googlegroups.com.
Para obtener más opciones, visita https://groups.google.com/groups/opt_out.

[omar graterol]

Bruno, para el cambio de frecuencia de tu generador, solo debes cambiar la velocidad del motor o turbina que mueve el generador; aunque no indicas el tipo de elemento motriz (Motor o turbina), debes cambiar el sistema de regulacion de velocidad del motor, la cual para 60 ciclos, normalmente, para 2 polos en el generador es de 3600 RPM, la cual debes bajar a 3000 RPM.

Los cambios pueden requerir ajustar o cambiar el sistema de control de velocidad. Si es una turbina con caja de engranajes, es posible que solo requiereas cambiar la caja de engranajes y los ajustes de protecciones de frecuencia.

Copio tabla, con el numero de polos asociado a un generador, para las dos frecuencias y las velocidades del motor o del elemento motriz.

Velocidades de un genrador síncrono (r.p.m)

Número de polos	50 Hz	60 Hz
2	3000	3600
4	1500	1800
6	1000	1200
8	750	900
10	600	720
Saludos,...........Omar Graterol Ingro. Electricista Maracaibo- Venezuela Telf. 58-261-7436648 Cel.- 58-414-6338693

[Bruno Nemer]

Muchas gracias por sus ideas, y perdón por el tiempo de respuesta. No otorgué datos adicionales: la planta de generación alimenta una industria azucarera que sólo opera durante determinadas épocas del año, generan energía con el bagazo de la caña, todas las cargas de la industria funcionan a 60 Hz, pero lo que se desea es que exista una posibilidad de inyectar energía a la red de 50 Hz durante los períodos de inactividad de la industria, por lo que un requisito es que la generación se mantenga en 60 Hz.

Entonces la forma de conexión a la red debe darse con una conversión AC 60 Hz - DC - AC 50 Hz, o una conversión directa de 60 Hz a 50 Hz sin modificar el parque de generación, esto puede lograrse a través de la electrónica de potencia. Existe bibliografía al respecto, tomando en cuenta que son alrededor de 7 MW que deben ser inyectados a la red? Existe alguna experiencia? Supongo que como en sudamérica existen países tanto en 50 como en 60 Hz, la interconexión de sus redes se realiza con alguna conversión, pero en mi caso se trata de una potencia pequeña.

Bruno Nemer Tatton

EP&E

La Paz, Bolivia