Diseño de los sistemas de regulación y protección de una estación de bombeo. Aplicación en el bombeo de emergencia desde la Acequia Real del Júcar hasta el canal de trasvase Júcar-Turia

Abstract

[ES] Este trabajo aborda dos problemas reales de protección y regulación que tienen lugar en la estación de bombeo de emergencia de Benifaió. Concretamente se tiene la necesidad de estudiar la protección hidráulica instalada y realizar una sintonización del regulador implementado, cuyos parámetros actualmente definidos son inadecuados. Su principal motivación es solucionar ambos problemas con el menor coste posible y empleando una metodología especialmente diseñada durante este trabajo, que permite solucionar ambos problemas, comunes en las estaciones de bombeo. En definitiva, el objetivo principal consiste en diseñar y aplicar una metodología que pueda ser válida para cualquier estación de bombeo con las mismas necesidades. Para ello, se ha procedido en primer lugar a analizar la protección, condición necesaria antes de implementar la segunda mejora. La principal herramienta empleada ha sido Allievi, un software que permite el estudio de transitorios hidráulicos, realizando las simulaciones necesarias. Una vez se ha concluido que la protección es correcta, y se aportan las directrices necesarias para la revisión del buen estado del calderín, se pude implementar la siguiente mejora. Para el diseño de la regulación se ha desarrollado e implementado un algoritmo de búsqueda exhaustiva que sin necesidad de realizar mediciones obtenga los parámetros del motor a regular. Esos datos se han introducido en un programa que automatiza la sintonización del PI en un modelo dinámico, realizando simulaciones para diferentes combinaciones de parámetros del regulador. De esta forma se ha acelerado el proceso de sintonización evitando los costes que supone la metodología de sintonización actualmente empleada en la mayoría de estaciones de bombeo, que requiere una prueba de funcionamiento. Al finalizar este trabajo se puede concluir que la estación de bombeo se encuentra protegida y con unos parámetros de regulación adecuados que previenen situaciones más desfavorables a proteger. Además, se han realizado varias aportaciones con aplicación de carácter general a las estaciones de bombeo. Con respecto al sistema hidráulico, se ha desarrollado un modelo realista que permite simular pruebas de funcionamiento, minimizando la necesidad de realizar comprobaciones in situ. Con respecto a la sintonización de reguladores tipo PI, se ha diseñado una metodología que sólo requiere de los datos del fabricante, evitando realizar mediciones, a través del modelo dinámico del sistema. Por último se ha automatizado el proceso de sintonización mediante simulaciones permitiendo un proceso mucho más extenso, con menor coste y tiempo requerido.