Sistemas de Arranque

Tipos de Arranque:

1. Arranque Asíncrono: Consiste en acoplar el alternador a la red, estando la excitación desconectada, aprovechando el par síncrono que se produce por los amortiguadores y las corrientes inducidas, que excitan el devanado estatórico al ser conectado a la red.
   • Arranque en plena tensión.
   • Arranque a tensión reducida:
     • Con reactancias estatóricas: No se conecta el motor directamente a la red, sino mediante reactancias conectadas en serie con los devanados del estator, limitando la intensidad inicial de la corriente de arranque.
     • Con transformador: Mediante la toma intermedia del transformador se alimenta a tensión reducida el motor síncrono durante el proceso de arranque.
     • Con autotransformador: Reduce la tensión de arranque intercalando un autotransformador entre el secundario del transformador de salida y el motor síncrono.
     • Con doble devanado estatórico: Se aplica directamente la plena tensión de red durante el arranque y se aumenta la impedancia hasta el doble, limitando la intensidad de corriente de arranque.
2. Arranque por Maquinaria Auxiliar:
   • Con turbina hidráulica: Utiliza turbinas auxiliares para el arranque de los grupos.
   • Con motor asíncrono: Utiliza un motor asíncrono de pequeña potencia con número de polos igual al de la máquina síncrona.
   • Con motor en continua: Necesita una fuente de corriente continua para alimentarlos que permita el arranque sucesivo de los diversos grupos.
3. Arranque a Frecuencia Variable: Se trata de alimentar el estator del motor asíncrono con una fuente auxiliar cuya frecuencia varíe de 0 a 50Hz, ya sea mediante otro grupo de la central o por un convertidor de frecuencia.
   • Arranque síncrono.
   • Arranque asíncrono-síncrono.
   • Arranque con convertidor estatórico.
4. Arranque por Modificación del Circuito Hidráulico: Aprovecha la energía potencial del agua acumulada en los embalses para arrancar el grupo como bomba. Se puede tomar el agua del embalse superior o del inferior.

Calderas

• Calderas sin Circulación de Agua: El movimiento de agua está producido por la convección natural o por desplazamiento del calor producido a través de la masa del líquido. El modelo más primitivo es la caldera cilíndrica simple.
• Calderas con Circulación Natural: Es un sistema calentado, la circulación natural se debe a la diferencia de peso de dos columnas de líquido. En las calderas, esta diferencia de peso se debe a la presencia de vapor producido por el calentamiento.
• Calderas con Circulación Controlada: Emplean una bomba para incrementar la circulación de agua y de vapor. El funcionamiento comprende una bomba de circulación bajo el depósito de la caldera que impulsa el agua a los colectores de donde salen los tubos vaporizadores que constituyen las pantallas de la cámara de combustión y el haz tubular.
• Calderas con Circulación Forzada: Se utiliza una fuerza exterior para que el agua circule por la caldera o pase a través de ella. La vaporización se realiza en sistemas tubulares en serie y el agua correspondiente al vapor producido se pasa por la caldera mediante una bomba de alimentación de gran potencia. Estas calderas son conocidas también como generadores de vapor o de circuito abierto.
• Calderas Especiales: Pueden ser de construcción especial utilizando combustibles clásicos, para permitir cumplir ciertas condiciones de funcionamiento, sea del lado del agua o del combustible.

Tipos de Plantas de Cogeneración

1. Cogeneración con Turbinas de Gas en Ciclo Simple: Se quema el combustible en un turbogenerador y parte de la energía se transforma en energía mecánica (alternador -> Energía Mecánica). Los gases de escape se utilizan para producir vapor para la caldera de recuperación y proporcionar calor.
2. Cogeneración con Turbina de Vapor: Su aplicación ha quedado limitada como complemento para ciclos combinados. La energía mecánica se produce por la expansión del vapor de alta presión procedente de la caldera.
3. Cogeneración en Ciclo Combinado con Turbina de Gas: Los gases de escape de la turbina de gas atraviesan la caldera de recuperación donde se produce vapor de alta presión. Este vapor se expande en una turbina de vapor produciendo energía mecánica adicional.
4. Cogeneración con Motor Alternativo de Gas o Fuel en Ciclo Simple: (Es como un coche, el motor de un coche pero a lo grande). Los motores son la máquina térmica que más rendimiento eléctrico ha alcanzado. Utilizan gas, gasóleo o fuel oil. Se basan en la producción de vapor a baja presión y el aprovechamiento del circuito de agua de refrigeración.
5. Cogeneración con Motor Alternativo de Gas o Fuel: Ciclo simple para el aprovechamiento de gases directos. Aprovecha el calor de los gases de escape directamente sin pasar por una caldera (Secaderos).
6. Cogeneración en Ciclo Combinado con Motor Alternativo: El calor de los gases de escape del motor se recupera en una caldera de recuperación, produciendo vapor que es utilizado en una turbina de vapor para producir energía eléctrica o mecánica.
7. Trigeneración: Se refiere a la generación simultánea de tres tipos de energía: eléctrica, térmica en forma de calor y térmica en forma de frío. El frío se obtiene transformando parte o toda el agua caliente sobrecalentada o vapor en agua fría, utilizando equipos de absorción. También se puede tener como motor primario una turbina de gas.