NORMA TÉCNICA
NTC
COLOMBIANA
3998
2012-08-22
MÁQUINAS
ELÉCTRICAS
ROTATORIAS.
REQUISITOS
ESPECÍFICOS
PARA
LOS
GENERADORES SÍNCRONOS ACCIONADOS POR
TURBINAS DE VAPOR O POR TURBINAS DE
COMBUSTIÓN DE GAS
E: ROTATING ELECTRICAL MACHINES. SPECIFIC REQUIREMENTS FOR SYNCHRONOUS GENERATORS DRIVEN BY STEAM TURBINES OR COMBUSTION GAS TURBINES
CORRESPONDENCIA: esta norma es idéntica (IDT) por traducción de la IEC 60034-3:2007. DESCRIPTORES: máquina eléctrica rotatoria; motor
eléctrico, máquina sincrónica, generador eléctrico.
I.C.S.: 29.160.01
Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Numeral 14237 Bogotá, D.C. - Tel. (571) 6078888 - Fax (571) 2221435
Prohibida su reproducción Segunda actualización Editada 2012-08-28
PRÓLOGO
El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 2269 de 1993.
ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental
para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo.
La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general.
La NTC 3998 (Segunda actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo del 2012-08-22. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales.
A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico 131 Máquinas eléctricas rotatorias.
ENERCON INGENIERÍA
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE
UNIVERSIDAD DEL VALLE
Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas:
AGP REPRESENTACIONES ANDI
ASEA BROWN BOVERI CIDET
CODENSA
CONSORCIO INDUSTRIAL S.A. CUMMINS API S.A
DABRAS LTDA. DIPEL ANDINA
EMPRESA DE ENERGÍA DEL PACIFICO -EPSA-
ENERSA LTDA.
ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA EXTRACTORES Y MOTORES INDUSTRIALES LTDA. IME LTDA. INTELECA LTDA. LABORATORIO TECNOELÉCTRICO LKS LTDA. MELECTRO LTDA.
MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA NIDEC MOTOR COLOMBIA SAS SIEMENS
UNIVERSIDAD DE LA SALLE UNIVERSIDAD DEL NORTE UNIVERSIDAD NACIONAL
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA
UNIDAD DE PLANEACIÓN MINERO ENERGÉTICA -UPME-
SGS VIAKON
WEG COLOMBIA LTDA.
ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados
normas internacionales, regionales y nacionales.
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 3998 (Segunda actualización)
RESUMEN
CONTENIDO
Página
0. ACLARACIÓN ... 1
1. OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN ... 1
2. REFERENCIAS NORMATIVAS ... 2 3. TÉRMINOS Y DEFINICIONES ... 2 4. GENERALIDADES ... 2 4.1 REGLAS GENERALES ... 2 4.2 CONDICIONES NOMINALES ... 2 4.3 TENSIÓN NOMINAL ... 3 4.4 FACTOR DE POTENCIA ... 3 4.5 VELOCIDAD NOMINAL ... 3
4.6 RANGOS DE TENSIÓN Y DE FRECUENCIA ... 3
4.7 SENTIDO DE GIRO ... 4
4.8 DEVANADO ESTATÓRICO ... 4
4.9 CORRIENTE Y TENSIÓN NOMINALES DE EXCITACIÓN DEL GENERADOR ... 5
4.10 AISLAMIENTO DE LOS DEVANADOS ... 5
4.11 AISLAMIENTO CONTRA LAS CORRIENTES EN EL EJE ... 5
4.12 ENSAYO DE SOBREVELOCIDAD ... 5
4.13 VELOCIDADES CRÍTICAS ... 5
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 3998 (Segunda actualización)
RESUMEN
Página
4.15 REQUISITOS DE SOBRECORRIENTE ... 7
4.16 CORTOCIRCUITO REPENTINO ... 7
4.17 RELACIÓN DE CORTOCIRCUITO ... 8
4.18 REACTANCIAS TRANSITORIAS Y SUBTRANSITORIAS EN EJE DIRECTO PARA LOS GENERADORES ... 8
4.19 TOLERANCIAS EN LA RELACIÓN DE CORTOCIRCUITO Y EN LAS REACTANCIAS TRANSITORIA Y SUBTRANSITORIA EN EJE DIRECTO... 8
4.20 CONDICIONES MECÁNICAS PARA LOS ROTORES ... 9
4.21 REFRIGERADORES ... 9
5. GENERADORES REFRIGERADOS POR AIRE ... 10
5.1 GENERALIDADES ... 10
5.2 REFRIGERACIÓN DEL GENERADOR ... 10
5.3 TEMPERATURA DEL FLUIDO DE REFRIGERACIÓN PRIMARIO ... 10
6. GENERADORES REFRIGERADOS POR HIDRÓGENO O POR UN LÍQUIDO ... 10
6.1 GENERALIDADES 6.2 PRESIÓN Y PUREZA DEL HIDRÓGENO EN EL ENCAPSULAMIENTO... 10
6.3 ENCERRAMIENTO DEL GENERADOR Y PLACAS DE CIERRE ... 11
6.4 BORNES DEL DEVANADO ESTATÓRICO... 11
6.5 TEMPERATURA DE LOS FLUIDOS DE REFRIGERACIÓN PRIMARIOS, TEMPERATURAS Y CALENTAMIENTOS DEL GENERADOR ... 11
6.6 DETECTORES DE TEMPERATURA ... 12
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 3998 (Segunda actualización)
RESUMEN
Página
7. GENERADORES PARA TURBINAS DE COMBUSTIÓN DE GAS
O INSTALACIONES DE CICLO COMBINADO ... 13
7.1 GENERALIDADES ... 13 7.2 CONDICIONES DE SERVICIO ... 13 7.3 POTENCIA NOMINAL ... 14 7.4 CAPACIDADES ... 14 7.5 PLACA DE CARACTERÍSTICAS ... 17 7.6 ENSAYOS DE CALENTAMIENTO ... 17 BIBLIOGRAFÍA ... 25 DOCUMENTO DE REFERENCIA ... 26 ANEXO A (Normativo) PRECAUCIONES A TENER EN CUENTA CUANDO SE UTILIZAN TURBOGENERADORES SÍNCRONOS QUE EMPLEAN HIDRÓGENO COMO FLUIDO DE REFRIGERACIÓN ... 18
FIGURAS Figura 1. Funcionamiento en los márgenes de tensión y de frecuencia ... 4
Figura 2. Diagrama de capacidad P-Q típico ... 6
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 3998 (Segunda actualización)
RESUMEN
1 de 26
MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATORIAS.
REQUISITOS ESPECÍFICOS PARA LOS GENERADORES SÍNCRONOS ACCIONADOS POR TURBINAS DE VAPOR O POR TURBINAS
DE COMBUSTIÓN DE GAS
0. ACLARACIÓN
Esta norma es idéntica (IDT) por traducción de la IEC 60034-3: 2007 excepto por la adición de la nota que se relaciona a continuación (véase el numeral 4.1.4) y cuyo propósito es advertir al usuario sobre condiciones que pueden ocasionar riesgos: NOTA 4 Se debe tener en cuenta que existen ciertas franjas de velocidad dentro de las cuales el conjunto generador - turbina puede entrar en resonancia mecánica, por lo tanto se recomienda desarrollar estas velocidades en el menor tiempo posible.
1. OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN
Esta Norma se aplica a los generadores síncronos trifásicos, de potencia nominal igual o superior a 10 MVA, accionados por turbinas de vapor o por turbinas de combustión de gas. Esta norma complementa los requisitos básicos para las máquinas rotatorias dados en la NTC 2805 (IEC 60034-1).
Se prescriben los requisitos comunes junto con los requisitos específicos para los generadores síncronos refrigerados por aire, por hidrógeno o por un líquido.
Esta Norma indica también las precauciones a tener en cuenta cuando se utilizan generadores refrigerados por hidrógeno que incluyen:
- las excitatrices rotatorias accionadas por generadores síncronos;
- los equipos auxiliares necesarios para el funcionamiento de los generadores; - las partes del edificio en las que podría acumularse hidrógeno.
NOTA 1 Estos requisitos también se aplican a los generadores síncronos accionados a la vez por turbina de vapor y turbina de combustión de gas como parte de un grupo de ciclo combinado de eje único.
NOTA 2 Estos requisitos no se aplican a generadores síncronos accionados por turbinas de agua (hidráulicas) o por turbinas de viento.
NOTA 3 Las precauciones a tomar cuando se utiliza hidrógeno son válidas para todos los casos en que el hidrógeno se utilice como refrigerante.
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 3998 (Segunda actualización)
RESUMEN
2
2. REFERENCIAS NORMATIVAS
Los siguientes documentos normativos referenciados son indispensables para la aplicación de este documento normativo. Para referencias fechadas, se aplica únicamente la edición citada. Para referencias no fechadas, se aplica la última edición del documento normativo referenciado (incluida cualquier corrección).
IEC 60034-1, Rotating Electrical Machines. Part 1: Rating and Performance (NTC 2805).
IEC 60034-4, Rotating Electrical Machines. Part 4: Methods for Determining Synchronous
Machine Quantities from Tests (NTC 1515).
IEC 60045-1, Steam Turbines. Part 1: Specifications.
IEC 60079 (All Parts), Electrical Apparatus for Explosive Gas Atmospheres.
3. TÉRMINOS Y DEFINICIONES
Para los fines de este documento, se aplican los términos y definiciones incluidos en la NTC 2805 (IEC 60034-1) además de los siguientes:
3.1 Arranque mecánico. Cambio de velocidad desde cero o desde la velocidad de virado
hasta la velocidad nominal.
3.2 Funcionamiento en virado. Rotación a baja velocidad para mantener el equilibrio térmico
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 3998 (Segunda actualización)
RESUMEN
3
BIBLIOGRAFÍA
IEC 60034-8, Rotating Electrical Machines. Part 8: Terminal Markings and Direction of Rotation. (NTC 1545).
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 3998 (Segunda actualización)
RESUMEN
4
