Introducción a nuevas ideas y tecnologías para pequeñas centrales hidroeléctricas

La energía hidroeléctrica en China cuenta con una historia de más de cien años. Según datos relevantes, a finales de diciembre de 2009, la capacidad instalada de la red eléctrica de China Central alcanzó los 155,827 millones de kilovatios. La relación entre las centrales hidroeléctricas y las redes eléctricas ha evolucionado desde la entrada y salida de una sola central, que afectaba directamente al funcionamiento estable de la red, hasta la entrada y salida de una sola unidad de una pequeña central hidroeléctrica, que prácticamente no tiene un impacto significativo en el funcionamiento de la red.
En el pasado, muchas funciones y requisitos técnicos de nuestras centrales hidroeléctricas estaban orientados al servicio del sistema eléctrico. Estos servicios no solo aumentaban la complejidad del control y la protección de las centrales, sino que también incrementaban la inversión en equipos y gestión, así como la carga de trabajo del personal de operación y gestión. Con la separación de las centrales eléctricas y el debilitamiento del papel de las pequeñas centrales hidroeléctricas en el sistema eléctrico, muchas funciones carecen de relevancia práctica y no deberían ser realizadas por estas, lo que ha limitado la automatización de las pequeñas centrales hidroeléctricas y ha aumentado la inversión en ellas.
Tras el auge de la construcción de grandes centrales hidroeléctricas en 2003, la transformación de las pequeñas centrales hidroeléctricas también se estancó por falta de fondos. Debido a la falta de canales de comunicación y difusión eficaces para la energía hidroeléctrica a pequeña escala, resulta difícil comprender las tecnologías e ideas más avanzadas, lo que provoca un retraso en la actualización de conocimientos en todo el sector.
En los últimos diez años, algunas pequeñas centrales hidroeléctricas y fabricantes han discutido y estudiado espontáneamente el modo de gestión y el desarrollo de la tecnología de equipos de pequeñas centrales hidroeléctricas, proponiendo algunas buenas ideas y desarrollando buenos productos, que tienen un alto valor de promoción. 1. Cuando el sistema de energía falla, la central eléctrica puede considerar el apagado directo. Si hay fuga de agua en la paleta guía, la válvula puede cerrarse para reducir el desperdicio de agua en operación sin carga. 2. El factor de potencia del generador se aumenta a 0,85-0,95 para reducir la inversión en el generador. 3. El material de aislamiento del generador se selecciona como Clase B para reducir la inversión en el generador. 4. Los generadores por debajo de 1250 kilovatios pueden usar unidades de bajo voltaje para reducir la inversión en generadores y equipos eléctricos y reducir los costos de operación y mantenimiento. 5. Reducir el múltiplo de excitación de la excitación. Reducir la inversión en transformadores de excitación y componentes de excitación. 6. Usar la fuente de aceite del regulador de velocidad de alta presión para alimentar frenos y rotores superiores después de reducir la presión. El sistema de petróleo y los sistemas de gas de media y baja presión pueden cancelarse. Reduzca el equipo del circuito de petróleo y gas. 7. La válvula utiliza un mecanismo de operación eléctrico. Reduzca la inversión en el mecanismo de operación de la válvula y simplifique el circuito de control de la válvula. Reduzca los costos de gestión y mantenimiento. 8. La central hidroeléctrica de escorrentía adopta un modo de operación de nivel de agua alto constante. Utilización eficaz de los recursos hídricos. 9. Configure componentes de automatización bien equipados y de alta calidad. Realice la operación no tripulada. 10. Utilice dispositivos inteligentes multifuncionales y altamente integrados para reducir la configuración de equipos secundarios. 11. Promueva el concepto de puesta en marcha, operación y mantenimiento gratuitos de equipos secundarios. Permita que el personal de operación y gestión de la central eléctrica trabaje decentemente y felizmente. 12. Realice la socialización de la operación y el mantenimiento de la central eléctrica. Puede mejorar rápidamente el nivel general de operación y gestión de la industria de la pequeña hidroeléctrica. 13. La unidad de baja tensión adopta una pantalla de protección de control integrada para lograr la operación no tripulada. 14. La unidad de baja tensión adopta un nuevo tipo de regulador automático de velocidad de alta presión de aceite de microcomputadora de unidad de baja tensión. Puede proporcionar equipos básicos de automatización para operación no tripulada. 15. Las unidades con una sola unidad de menos de 10 000 kilovatios pueden adoptar un modo de excitación sin escobillas. El equipo de excitación se puede simplificar y el transformador de excitación se puede eliminar.

1. El medidor de nivel de agua de fibra óptica es pasivo, a prueba de rayos y fácil de instalar. Es un producto de reemplazo para el medidor de nivel de agua de una pequeña central hidroeléctrica. 2. El diseño estructural optimizado del regulador de velocidad de alta presión de aceite de microcomputadora de bajo costo es más de un 30 % más bajo que el mismo tipo de regulador de velocidad de alta presión de aceite de microcomputadora vendido en el mercado bajo la premisa de los mismos indicadores técnicos, las mismas funciones y los mismos materiales. 3. El regulador de velocidad de alta presión de aceite de microcomputadora de la unidad de baja presión está diseñado de acuerdo con las normas técnicas nacionales para reguladores de velocidad de alta presión de aceite de microcomputadora diseñados para unidades de baja presión. El precio es: potencia de regulación de velocidad de 300–1000 Kg·m, 30 000 a 42 000 yuanes/unidad. Este producto se ha convertido en un producto de reemplazo para el equipo de regulación de velocidad de unidades de baja presión. Su alto rendimiento de costo y seguridad reemplazará al regulador de velocidad eléctrico manual y a varios operadores de almacenamiento de energía que carecen de protección de seguridad.
4. El nuevo regulador de velocidad de alta presión de aceite para turbinas pequeñas (producto de investigación especial) es adecuado para la operación y el control de hidrogeneradores conectados a la red sin regulación de frecuencia. Puede utilizarse con el panel de control integrado de la unidad de baja presión o el dispositivo de control inteligente de la unidad de baja presión para realizar el arranque manual, la conexión a la red, el aumento de carga, la reducción de carga, la parada y otras operaciones en el lateral o de forma remota de la máquina. El regulador de velocidad de turbina ha experimentado un período de desarrollo, especialmente en las últimas dos décadas. Impulsado por el desarrollo de la tecnología informática, la tecnología de control automático y la tecnología hidráulica moderna, el regulador de velocidad ha sufrido cambios esenciales en su estructura y función. Con el continuo aumento de la capacidad de la red eléctrica, la capacidad de un solo grupo electrógeno de turbina ha alcanzado los 700.000 kilovatios. Las grandes redes eléctricas y las grandes unidades tienen requisitos cada vez mayores para los reguladores de velocidad, y la tecnología de los reguladores de velocidad también se está desarrollando con los cambios en esta demanda. Casi todos los reguladores de velocidad de turbinas pequeñas y medianas han trasplantado el marco, el concepto y la estructura mencionados anteriormente. Frente a unidades de menos de unos pocos miles de kilovatios, todo lo anterior parece demasiado lujoso. Para las unidades de centrales hidroeléctricas rurales, cuanto más simple sea la estructura, menores serán los costos de compra, operación, uso y mantenimiento, siempre que la operación y el control sean prácticos. Porque las cosas simples pueden ser utilizadas y operadas por cualquier persona, independientemente de su nivel educativo. Si el equipo falla, también es fácil de reparar. Para una potencia de regulación de velocidad de 300–1000 Kg·m, el precio estimado es de aproximadamente 20 000 yuanes/unidad.
5. Panel de control integrado para unidades de baja tensión. El panel de control integrado para unidades de baja tensión está especialmente diseñado para centrales hidroeléctricas de baja tensión. El panel de control consta de interruptores de circuito de salida del generador, componentes de excitación, dispositivos de control inteligente, instrumentos, etc., lo que permite la configuración óptima del equipo primario y secundario de un grupo electrógeno hidroeléctrico en un solo panel. La pantalla adopta una estructura totalmente cerrada con un alto nivel de protección. El panel de control es completamente funcional y fácil de operar. Es adecuado para grupos electrógenos hidroeléctricos de baja tensión con una capacidad individual inferior a 1000 kW. El conjunto completo de equipos ha sido totalmente probado por el fabricante y puede ponerse en funcionamiento después de la instalación in situ, lo que simplifica el trabajo de puesta en marcha conjunta y reduce los costos de puesta en marcha, operación y mantenimiento. El panel de control integrado para unidades de baja tensión integra control, medición, protección del generador, sistema de excitación, control del regulador de velocidad, control secuencial, cuasi-sincronización automática, inspección de temperatura, generación automática de energía económica, medición, instrumentos de monitoreo, diagnóstico inteligente, interacción remota, advertencia de seguridad y otras funciones. El sistema admite funciones de monitoreo y control remoto, y la computadora central realiza mediciones y control remotos (como el nivel de agua del embalse e información operativa, etc.) y funciones de gestión de las unidades de la central eléctrica a través de líneas de comunicación. El sistema también cuenta con consulta de datos en tiempo real, alarma activa por sobrepasar límites de cantidades eléctricas y no eléctricas, cambios de estado, consulta de eventos, generación de informes y otras funciones. Este producto reemplaza la pantalla de control y protección de la unidad de baja tensión.
6. Dispositivo de control inteligente de unidad de baja tensión El dispositivo de control de automatización de la unidad de baja tensión integra doce funciones principales como control de secuencia de unidad, monitoreo automático, inspección de temperatura, medición de velocidad, cuasi-sincronización automática, generación de energía económica automática, protección del generador, regulación de excitación, control del gobernador de velocidad, diagnóstico inteligente, interacción remota, advertencia de seguridad, etc. Tiene protección de ruptura rápida de corriente, protección de sobrecorriente, protección de sobrecarga, protección de sobretensión y baja tensión, protección de frecuencia, protección de desmagnetización, sobrecarga de excitación, protección de sobrevelocidad, protección de potencia inversa y protección de cantidad no eléctrica. 7. Unidades de baja tensión de gran capacidad Con el continuo aumento en los costos de construcción y gestión de pequeñas centrales hidroeléctricas y la mejora continua de la tecnología de fabricación de generadores, la capacidad de la unidad de las centrales hidroeléctricas de unidad de baja tensión en mi país ha alcanzado los 1600 kilovatios, y la operación es buena. El problema de calentamiento que nos preocupaba en el pasado se ha resuelto bien a través del diseño, la selección de materiales y el proceso de fabricación. Equipado con una pantalla integrada y un regulador de velocidad de microcomputadora, puede funcionar automáticamente sin depender de operadores altamente calificados. La tecnología de control y regulación ha alcanzado un nivel inteligente.


Fecha de publicación: 27 de diciembre de 2024

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