Instrucciones del grupo electrógeno

Instrucciones del grupo electrógeno
Un generador es un equipo capaz de convertir energía mecánica u otra energía renovable en energía eléctrica. Por lo general, los generadores más comunes son los impulsados por turbinas de vapor, turbinas o motores de combustión interna (de gasolina, diésel y otros), pero en los últimos años han surgido nuevas fuentes de energía renovable, entre las que se incluyen la energía nuclear, eólica, solar, de biomasa y oceánica, entre otras. A medida que aumenta la capacidad de los grupos electrógenos diésel, estas máquinas pueden funcionar durante largos períodos y proporcionar un suministro de energía continuo; además, pueden operar de manera independiente, sin necesidad de funcionar en paralelo con la red eléctrica regional, lo que las protege de fallas en la red y les confiere una alta confiabilidad. Son particularmente comunes en algunas zonas donde el suministro eléctrico no es muy confiable; los generadores diésel desempeñan un papel tanto como fuente de energía de respaldo como de emergencia, y además, gracias a la optimización racional mediante un sistema de baja presión, suelen utilizarse para alimentar las cargas más importantes durante los cortes de energía, por lo que se han utilizado ampliamente en diversos proyectos. A continuación, se presentan los principios básicos y la estructura de los generadores comunes:
1. Conjuntos de turbina y generador de turbina. Para lograr una alta eficiencia, generalmente se utilizan turbinas de alta velocidad, normalmente a 3000 r/min (frecuencia de 50 Hz) o 3600 r/min (frecuencia de 60 Hz). En las centrales nucleares, la velocidad de la turbina es baja, pero también alcanza los 1500 rev/min o más. En los turbogeneradores de alta velocidad, con el fin de reducir la fuerza centrífuga generada debido a la tensión mecánica y disminuir la abrasión por el viento, por lo general se utiliza un diámetro de rotor relativamente pequeño y una longitud relativamente grande, es decir, se emplea un rotor delgado. Especialmente en las unidades de alta velocidad y gran capacidad que operan a 3000 r/min o más, debido a la relación entre la resistencia del material y el diámetro del rotor, este último está estrictamente limitado, por lo general a no más de 1,2 metros. La longitud del cuerpo del rotor limita la velocidad crítica. Cuando la longitud del cuerpo supera 6 veces el diámetro, la segunda velocidad crítica del rotor se acercará a la velocidad de funcionamiento del motor, lo que puede provocar una gran vibración durante el funcionamiento. Por lo tanto, el tamaño del rotor de los turbogeneradores grandes de alta velocidad está severamente restringido. En los motores de alrededor de 100 000 kilovatios refrigerados por aire, el tamaño del rotor ya ha alcanzado sus límites; para aumentar aún más la capacidad del motor, solo es posible lograrlo aumentando la carga electromagnética. Por lo tanto, debemos reforzar el enfriamiento del motor. Por ello, para generadores de turbina de 5 a 10 millones de kW, las tecnologías de enfriamiento por hidrógeno o por agua ofrecen buenos resultados. Desde la década de 1970, las unidades de generador de turbina han alcanzado una capacidad máxima de 130 a 150 millones de kilovatios.Desde 1986, la investigación sobre materiales superconductores de alta temperatura crítica ha logrado un avance significativo. Se espera que la tecnología superconductora se aplique en las turbinas y los generadores de turbina, lo que marcará un nuevo salto histórico.
2. Unidad de generación hidroeléctrica impulsada por grupos de turbinas-generadores. Debido a las diferentes condiciones naturales de la energía hidroeléctrica, la capacidad y la velocidad de las unidades de generación varían ampliamente. Por lo general, las pequeñas centrales hidroeléctricas y las de impacto de alta velocidad impulsadas por turbinas tienen una estructura más horizontal, mientras que las de gran y mediana velocidad con generación por generadores cuentan con una estructura vertical multiuso. Dado que, en la mayoría de los casos, las centrales se encuentran alejadas de las ciudades, por lo general se tarda más en cargar las líneas de transmisión de energía; por lo tanto, se exigen requisitos más estrictos de estabilidad en el funcionamiento del sistema hidroeléctrico: los parámetros del motor deben seleccionarse cuidadosamente; el momento de inercia del rotor debe ser elevado. Por lo tanto, la apariencia de la turbina-generador hidráulico se distingue por el diámetro de su rotor y su longitud reducida. La puesta en marcha de la unidad hidroeléctrica y su tiempo de respuesta son más rápidos, lo que permite una mayor flexibilidad en la programación; además de su potencia general, resulta particularmente adecuada como unidad de punta y como unidad de reserva en caso de fallas. La capacidad máxima de las unidades hidroeléctricas ha alcanzado los 70 millones de kilovatios.
3 grupos electrógenos diésel
Los generadores impulsados por motores diésel, que convierten la energía del diésel en electricidad, pueden clasificarse, según sus distintos fines, en grupos electrógenos diésel terrestres y marítimos; Si nos basamos en la marca, los grupos generadores diésel se pueden clasificar en nacionales e importados; según la velocidad de rotación, se pueden clasificar en grupos generadores de baja velocidad y de alta velocidad.
3.1 Generador impulsado por motor diésel: principios básicos de funcionamiento, la conversión de la energía del diésel en electricidad. En el cilindro del motor diésel, el aire limpio filtrado a través del filtro de aire se mezcla con el chorro de diésel que sale de la boquilla de pulverización a alta presión; la compresión del pistón hacia arriba reduce el volumen y aumenta rápidamente la temperatura, lo que provoca la ignición del diésel. Una vez encendido el combustible diésel, la mezcla de gases de combustión se expande de manera intensa y rápida, lo que empuja al pistón hacia abajo; a este proceso se le denomina ‘ciclo de trabajo’. El cilindro genera una cierta potencia, y el empuje que actúa sobre el vástago del pistón se transmite al cigüeñal a través de la rotación de este, impulsando así su giro. El generador síncrono de CA sin escobillas y el cigüeñal del motor diésel están instalados de manera coaxial; así, se puede utilizar la rotación del rotor del generador impulsada por el motor diésel, aplicando el principio de la ‘inducción electromagnética’, de modo que la fuerza electromotriz inducida por el alternador, al cerrar el circuito de carga, puede generar corriente. Aquí solo se describe el principio de funcionamiento más básico del grupo electrógeno. Para obtener una salida de energía utilizable y estable, también se requiere una serie de controles para el motor diésel y el generador, así como dispositivos de protección y circuitos.
3.2 Análisis estructural de grupos electrógenos diésel
Un tipo común de grupo electrógeno diésel, compuesto principalmente por el motor diésel, el generador y el sistema de control, consta de tres partes. Los motores diésel y los generadores tienen dos tipos de conexiones: una de conexión flexible, es decir, el acoplamiento entre las dos partes, y otra de conexión rígida, con pernos de alta resistencia que unen la chapa de acero del generador y el disco del volante del motor diésel. En el mercado actual, los generadores diésel utilizan más bien conexiones rígidas; algunos motores diésel y generadores se conectan después de su instalación en el extremo público del estante, y luego se acoplan con el efecto protector de diversos sensores, como los sensores de temperatura, estos sensores permiten mostrar visualmente al operador el funcionamiento del motor; además, con ellos se puede establecer un límite máximo; cuando se alcanza o se excede dicho límite, el sistema de control emite una prealarma, en ese momento, si el operador no toma medidas, el sistema controlará automáticamente el apagado de la unidad; de esta manera, los grupos electrógenos diésel activan su mecanismo de autoprotección. La retroalimentación recibida de los distintos sensores y la función de procesar la información, mostrar los datos y llevar a cabo la protección real recae en el sistema de control del generador diésel; el panel de control suele instalarse en el generador, lo que se conoce como panel de control tipo «mochila», hay una pantalla independiente ubicada en la sala de control, llamada panel de control separado; el panel de control se conecta mediante cables a los generadores y sensores, respectivamente, y muestra los parámetros eléctricos y los parámetros de funcionamiento del motor. Además, los generadores cuentan con chasis, acoplamientos, radiador, tanque de combustible y algunos están equipados con silenciador y carcasa.
4 aerogeneradores
La energía eólica de las turbinas eólicas se convierte en trabajo mecánico para impulsar maquinaria, lo que también se conoce como molino de viento. En términos generales, el sol actúa como fuente de calor para calentar la atmósfera, que a su vez sirve como medio de trabajo para el motor. La conexión mecánica que transmite la potencia de las palas de la turbina eólica de eje horizontal pasa por una caja de engranajes de alta velocidad y un eje universal con un acoplamiento flexible conectado al eje del generador para transmitir el par; el acoplamiento debe tener buenas características de amortiguación y absorción de vibraciones, así como un buen desempeño en cuanto a la absorción de desplazamientos radiales, axiales y del ángulo de desalineación, y debe contar con dispositivos mecánicos para evitar sobrecargas. Otro tipo de aerogenerador es el de accionamiento directo, en el que las palas están conectadas directamente al motor sin pasar por una caja de engranajes.