EXAMEN 1er Parcial CENTRALES V1 Noviembre 2018 Conteste con la MEJOR respuesta: respuesta: 1.
El ciclo del agua es un proceso a) Descubierto por los primeros habitantes de la tierra. b) Permitió el desarrollo de las Centrales hidroeléctricas c) Precipitación y escurrimiento. d) Evaporación, Condensación y precipitación
2. La transpiración es un proceso de a) Emisión de energía calórica b) Transición del agua c) Emitido por el ser humano d) Emitido por la vegetación. 3. La escorrentía a) Es la corriente de agua que se produce por la lluvia. b) Flujo de un líquido a tr avés de un medio poroso c) Flujo de un líquido a tr avés de un medio saturado d) Agregado de partículas acuosas, liquidas o solidas que caen de una nube y a lcanzan el suelo. 4. El combustible más utilizado a nivel mundial es a) El carbón b) Fuel Oil c) Gas d) Nuclear 5. Los ritmos del agotamiento de las según el consumo actual es: a) Gas Natural- Petroleo- Carbon-Uranio b) Uranio-Carbon-Gas Natural-Petroleo. c) Petroleo-Gas Natural-Uranio-Carbon 6. TERMOGAS MACHALA tiene 3 Turbina de 20 MW(15MM3/dia) ; 3 turbina de 65 MW (48 MM3/dia), por otro lado el Campo Amistad produce 45 MM3/dia La mejor solución futura de utilización de las centrales es: a) Operar las tres turbinas de 65 MW para superar el estiaje. b) Operar las tres turbinas de 65 MW en ciclo combinado para reducir el consumo de Gas c) Solo operar las 3 Turbinas de 20 MW para ahorrar Gas d) Instalar una planta en Ciclo Combinado 7. El potencial energético mundial de la energía eólica es de 2700 TW de los cuales técnicaeconómicamente solo es utilizable el 25% debido a: a) Extremado tamaño de las aspas. b) Bajo nivel de vientos o vientos huracanados. c) Desarrollo de energía eléctrica no complementaria complementaria d) Problemas económicos de altura. 8. El potencial de la energía eó lica aprovechable técnicamente a nivel mundial para generación de energía eléctrica es: a) Mayor al potencia hidroenergetico. b) Superior a las reservas probadas de combustible. c) Suficiente para abastecer la demanda mundial. d) 40.000 TW 9. Según la IEA la tendencia de la demanda de energía para los próximos 30 años es a) Prioritariamente carbón y gas b) Prioritariamente Energía Renovables. c) Prioritariamente Petróleo y Gas d) Prioritariamente Solar.
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10. El impacto ambiental tiene las siguientes características en la producción de energía: a) Fuel Oil: bajo efecto invernadero y alta contaminación atmosférica. b) El bio gas: alta contaminación atmosférica y bajo efecto invernadero c) Gas Natural: bajo efecto invernadero y alta contaminación atmosférica d) Eolica: bajo efecto invernadero y media afectación atmosférica. 11. La tierra recibe del sol 161 w/m2 y del efecto invernadero 333 w/m2; mientras que la tierra emite 356 w/m2 por radiación solar, 80 por Evapotranpiracion y 17 w/m2 por convección. Con esta información la emisión neta de la tierra es : a) 0.9 W/m2 b) 494 W/m2 c) CERO d) – 0.9 W/m2
12. Considerando la Proyección futura ( 7 años) de la oferta de energía eléctrica en el Ecuador, para una Hidrología media, el estiaje a)
Se produce en los meses de Octubre a Febrero de cada año. b) Sera cubierto con termoelectricidad principalmente gas. c) Sera cubierto con energía renovable. d) No es necesario cubrirlo.
13. El caudal de diseño: a) Debe garantizar el funcionamiento de la central en la mayor parte del ano. b) Debe asegurar una generación constante c) Es el caudal que permite la amortización de la planta. d) Todas las anteriores. 14. La conducción de una central a) Debe mantenerse a una cota constante b) Debe ser la de menor longitud c) Sirve para calcular el caudal de diseño d) Todas las anteriores.
Francis
15. Identifique el tipo de turbina según co locación del eje y entrada y salida del agua. >>>>>
Kaplan
Pelton 16. En una turbina Francis: a) La presión del agua a la entrada y la salida es la misma b) El agua procedente de la tubería forzada entra perpendicular al eje de la turbina. c) Son turbinas de acción, pero también hay de acción-reacción d) Son turbinas de entrada y salida axial. 17. En una rueda Pelton: a) La incidencia del agua y el sentido del giro de la rueda no coinciden en un mismo punto. b) La presión del agua en su salida es igual a la entrada. c) Parte de la energía cinética con la que llega el agua a la turbina es ut ilizada para su giro. d) El agua a la salida de la rueda penetra en un t ubo difusor.
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18. En una turbina Kaplan: a) Es una turbina de acción-reacción b) Por su configuración solo vienen en eje vertical. c) La presión del agua en su salida es igual a la entrada. d) Es la única que puede variar el ángulo de sus palas. 19. En las turbinas de reacción: a) El agua mueve el rodete por reaccion. b) La presión del agua a la salida es igual que a la entrada. c) La presión del agua en su caída se t ransforma en energía cinética en el distribuidor. d) El agua a la salida del rodete cae directamente al cauce del rio. 20. La velocidad específica N s es : a) El número de revoluciones de una turbina de Potencia 1 KW para el salto de diseño. b) El número de revoluciones de una turbina de una potencia de un caballo para el salto de un metro. c) El número de revoluciones del Generador para el salto nominal de la Central d) La velocidad referencial para la selección de turbina 21. La velocidad especifica Ns es : a) Alta en las ruedas de hélices b) Alta en ruedas de impulso c) Alta en ruedas Francis d) Inversamente proporcional a la altura del embalse y la Potencia de la turbina. 22. BABA es un proyecto de poca altura ( < de 200 mt.) y caudal medio (entre 50 a 200 m3/seg) Que tipo de turbina seleccionaría: a) Pelton para aprovechar todo su caudal b) Francis por ser la más co mún en este tipo de instalaciones. c) Kaplan por ser < de 200 m. de altura. d) Francis o Kaplan 23. La curva de duración de caudales muestra: a) La probabilidad de ocurrencia del caudal de diseño. b) La probabilidad que determinado caudal sea superado. c) La frecuencia acumulada de caudales. d) Todas las anteriores. 24. El Q50 en una serie de caudales es: a) La media aritmética de los caudales. b) La mediana. c) El valor que con mayor frecuencia ocurre d) El caudal preferido por los diseñadores de turbina. 25. Cuando usted diseña un proyecto hidroeléctrico con el Q10 : a) Desperdicia el agua b) Optimiza la operación de la Central para una producción firme. c) La central es de pasada. d) La central es de regulación diaria. 26. Una Central hidroeléctrica tiene un caudal de diseño de 200 m3/seg y una altura neta de 500 m., los ingenieros deciden cambiar el caudal de diseño a 400 m3/seg. Cuál es el cambio de la energía firme en un día: a) El doble b) La mitad c) La energía firme no es afectada. d) Faltan datos para el cálculo. 27. Una Central hidroeléctrica tiene un caudal de diseño de 200 m3/seg y una altura neta de 500 m., los ingenieros deciden ubicar la Central 100 m, aguas abajo. Como resultado de este cambio: a) La energía generada por la Central baja proporcionalmente.
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b) La energía firme generada se incrementa. c) Ninguno debido a que el nivel de restitución se mantiene. d) Problemas operativos en el arranque de la planta. 28. La Central Hidroeléctrica Daule-Peripa de 231 MW tiene una regulación: a) semanal b) mensual c) diaria d) anual 29. La central Coca Codo Sinclar de 1500 MW tiene una regulación a) semanal b) mensual c) diaria d) anual 30. La central Paute de 1100 MW tiene una regulación a) semanal b) mensual c) diaria d) anual 31. La Central Agoyan de 165 MW tiene una regulación: a) semanal b) mensual c) diaria d) anual 32. Las Centrales Paute, Agoyan, Coca Codo Sinclair y Daule-Peripa a) Todas tienen rodetes Francis b) Las de régimen oriental tiene Rodete Pelton y la de Régimen del Litoral tiene Rodete Francis. c) Tienen Rodetes Pelton, Francis y Kaplan. d) Ninguna de las anteriores. 33. El sistema de Generación Agoyan - San Francisco a) Cada Central Opera en forma independiente. b) Tiene una doble turbinacion c) Son centrales con regímenes complementarios d) Operan en cascada. 34. La relación entre la Potencia en Kw. y el caudal turbinado en m3/seg, considerando el salto nominal de 65m es aproximadamente igual a: a) 71 b) 142 c) 213 d) 520 35. La energía potencial de 1 m3 de agua de un embalse a) depende de la presión en la tubería de presión. b) Depende del volumen del embalse. c) Depende de la energía almacenada en el embalse. d) Depende de la gravedad. 36. La válvula mariposa de una central permite a) regular la entrada de agua a la turbina. b) El bloqueo de la central en caso de falla c) el paso o bloqueo del agua. d) realizar funciones de arranque y parada.
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37. La Chimenea de equilibrio permite: a) Equilibrar transitorios. b) Eliminar los excedentes del proceso. c) Controlar el nivel del embalse. d) Disminuir la presión hidrostática. 38. Una turbina Francis se la aplica para: a) saltos de gran altura de 200 m. o mas. b) saltos de altura media entre 200 y 20 mt. c) saltos de pequeña altura (inferiores de 20 mt. ) d) todas las anteriores. 39. La cavitación es un problema anómalo en las turbinas hidráulicas cuando: a) Sobretensiones en el rodete debido a que la turbina no está totalmente sumergida. b) El nivel del embalse está a un metro de la toma. c) Existe sobre presión en el flujo de agua. d) Depresión en el flujo de agua 40. El golpe de ariete es un problema anómalo en las turbinas cuando: a) Se opera la turbina bajo el efecto abrasivo del agua b) Sobretensiones en el rodete debido a que la turbina no está totalmente sumergida c) Se opera la turbina bajo el nivel mínimo de operación. d) Se produce un rechazo de carga, 41. Considerando el rendimiento de las Turbinas Francis, Pelton y Kaplan : a) Todas operan con máximo rendimiento para cargas parciales b) Las turbinas Francis tiene el mayor rendimiento baja cargas parciales c) La turbina Pelton es la más adecuada para operar a cargas parciales d) El rendimiento depende de la curva de colinas del Fabricante. 42. La posibilidad de variar la carga en una turbina Francis a) es factible gracias a su alta eficiencia en todos los rangos de o peración. b) es muy elevada porque la eficiencia se mantiene a carga parcial. c) no es muy elevada debido a los problemas de cavitación. d) depende del regulador de velocidad. 43. El coeficiente energético wh/m3 para una Central mediana a) es siempre menor que el de una Central Grande ( Mayor de 50 Mw.) b) es el mismo si la altura neta es la misma. c) es la misma si la altura del embalse es e l mismo. d) es constante para el rango de operación normal. 44. Considere una central con embalse, un salto hidráulico promedio de 55.8 m, y un rendimiento de 92 %. Cada m3 de agua puede producir aproximadamente los siguientes wh: a) 70 b) 140 c) 260 d) 520
45. Si la velocidad de diseño de la turbina de una Central es 163.64 rpm. El rotor del generador tiene: a) 60 polos b) 120 polos c) 44 polos d) 40 polos 46. La diferencia entre energía disponible y energía colocada de una Central: a) depende del tipo de turbina b) depende del tipo de simulación determinística o probabilística. c) Es igual a cero para un s istema hidráulico ideal.
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d)
Depende del despacho del CENACE.
47. El desarenador de una central mediana a) hace las veces del embalse. b) Amortigua la presión del agua c) Evita la sedimentación del embalse. d) Ninguna de las anteriores. 48. Usted se encuentra operando una Central Hidroeléctrica, el embalse se encuentra en la cota máxima de operación, todas las unidades están produciendo a plena carga. Las estaciones hidrológicas en la cabecera del Embalse anuncian la presencia de una avenida con retorno de 50 años, así mismo aguas abajo las estaciones reportan que en las poblaciones ribereñas el nivel del agua está en el límite de inundación. En estas condiciones usted dispone: a) Pedir al personal de Operación de la Presa y Central guardar la ca lma, b) Comunicar el problema a la Defensa Civil. c) Abrir las compuertas del vertedero. d) Nada, porque el embalse todavía no alcanza su nivel máximo maximorun. 49. La ecuación de operación de un embalse se basa en a) En un punto nodal la sumatoria es igual a CERO b) En el caso que los ingresos superen a los egresos el embalse se llena. c) En el caso que los ingresos superen a los egresos se debe aumentar la producción. d) La variación de volumen en el tiempo t, varía de acuerdo a la operación del embalse. 50. La Regla de operación de embalse indicada para que tipo de Central es aplicable: a) Una Central con regulación b) Una Central sin regulación c) Una Central con Vertedero d) Para todas las Centrales Hidroeléctricas.
2. TEMA ( 25 puntos) 1.
Proyecto BABA y Trasvase.
La función principal del proyecto, es la de generar un salto hidráulico que posibilita el trasvase del agua hacia el embalse Daule-Peripa , así como también la de generar energía en la Central Hidroeléctrica Baba, que está instalada en el trasvase, bajo las c ondiciones de operación de una “ Central de Pasada” . Así el embalse tendrá la función de derivar las aguas del Río Baba hacia el Embalse Daule-Peripa, turbinar dichas aguas, antes que las mismas sean turbinadas, una vez mas, en la Central Hidroeléctrica Daule-Peripa. 2.1 DATOS DE BABA A) El nivel del agua en la cota superior del trasvase es 116 msnm. B)
La eficiencia de la central hidroeléctrica es 90.70 %.
C) El nivel del agua en el canal de descarga la central hidroeléctrica Baba es la 88.50m.s.n.m. C) La capacidad instalada es 42 Mw. 2.2 DATOS de DAULE-PERIPA A) Salto Hidráulico promedio 55.8 m. B) Eficiencia Turbinas 92% 6
2.4 Volumen ANUAL TRASVASADO Y GARANTIZADO Del análisis de la operación del Embalse se ha establecido un Volumen anual trasva sado promedio de 2937 Hm3 y 2771.43 Hm3 para Hidrología Húmeda y Seca respectivamente. 2.5. PREGUNTAS a)
El caudal medio de la Central Baba en m3/seg.
=9.81∗∗ ∗ ℎ 4210 = 0.90∗9.81∗22.5 = 172.98 / b)
El coeficiente energético wh/m3 de Daule-Per ipa
∗ = 9.8∗ 3600 = 9.8∗55.8∗0.92 3600 = 0.139 / c)
El coeficiente energético wh/m3 de Baba.
∗ = 9.8∗ 3600 = 9.8∗55.8∗0.92 3600 = 0.139 / d)
El caudal trasvasado a Daule-Peripa m3/seg.
2937 = 12∗30∗24∗3600 = 94.42 / e)
La energía anual adicional en Daule-Peripa en Gwh.
∗0.139 = 408 ℎ =2937 f)
La energía anual en BABA en Gwh.
= ∗ = 42 ∗ 86400 = 3628 ℎ
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3. TEMA (25 puntos) Un sistema Hidroeléctrico está compuesto por un embalse de 27.000. Ha. La Central está compuesta por 3 Turbinas de 71 MW. que a plena carga consumen 120 m3/seg cada una. A las CERO horas del dia 1 el embalse se encuentra en la cota 80.0 m., asi mismo el nivel de la descarga es 20.0 m. en estas condiciones operacionales la pérdidas son aproximadamente de .5 m. Una expresión simplificada de la curva COTAVolumen es V=0.625xH^2 y de la descarga H=0.05x Q^1.2 donde el Volumen esta dado en Hectómetros cúbicos, el caudal en m3/seg y la H en metros. La evaporación mensual en metros lineales es 0.2 m, el caudal ecológico es 90 m3/seg y no hay caudal vertido. En dos días consecutivos los ingresos son 200 y 400 m3/seg para satisfacer una demanda diaria de 4250 MWH, se ha estimado que el coeficiente energético para la cota 80 m es de 142.51 WH/m3 Preguntas: Cuales es la variación de la altura del embalse a las 24 horas de operación de la Central.
ó ó = − − − − −> 4250ℎ = −−>29,910 = 0,14251ℎ/ 29,910 = 24 3600 =396,4 30 í 24ℎ 3600 = 0,2 27000. = −> 1 ÷ ( 1 1 í 1 ℎ )=90 =200 =396,4 =20,83 = 0 =90 = −252,24 ó= = 252 86.400 1 í = 21,79 = 0,6 25 ó = 80 − 79,6 = 0,4 1 í
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