f: Frequência da tensão gerada (Hz)

: Velocidade síncrona (rpm)

P: Número de polos do rotor

Sistema de Regulação de Velocidade

= 120 . f

 . P

Relação Velocidade x Frequência x Polos nas Máquinas Síncronas

Como regular a velocidade da máquina ? aumentando / reduzindo_{a potência hidráulica}

Paulo Afonso I (USU) 200 36

Paulo Afonso II (USD) 200 36

Paulo Afonso III (UST) 138,5 52

Paulo Afonso IV (USQ) 120 60

Apolônio Sales (UAS) 80 90

Luiz Gonzaga (ULG) 81,8 88

Xingó (UXG) 109,1 66

Piloto (UPL) 600 12

Sobradinho (USB) 75 96

Boa Esperança (UBE) 120 60

Funil (UFL) 257 28

Pedra (UPE) 200 36

Araras (UAR) 600 12

Curemas (UCR) 514 14

Camaçari (UTC) 3600 2

f: Frequência da tensão gerada (Hz)

: Velocidade síncrona (rpm)

P: Número de polos do rotor

= 120 . f

 . P

Sistema de Regulação de Velocidade

Sistema de Regulação de Velocidade

Nas máquinas síncronas existem 02 campos magnéticos girantes

T

m

:

Torque mecânico (consequente da energia cinética - água)

T

e

:

Torque elétrico (consequente da energia elétrica - carga)

T

r =

T

m -

T

e

Torque resultante

T

m

=

T

e

Condição desejada

Regulador de Velocidade - Detectar alterações na velocidade da máquina e, de acordo com os valores e sentidos dessas variações, agir sobre

T

m no

sentido de torná-lo igual a

T

e

T

m

=

T

e

Mecânica de Rotação

T

_r

= J .

dt

d

Mecânica de Translação

F

_r

=

m.a

T

m

=

T

e Quando

₌

₀

dt

d

_

=

Constante

T

m

>

T

e Quando

_>

₀

dt

d

_

>



n

dt

d

T

m

<

T

e Quando

₌

₀



_<



n Caso II : Caso I : Caso III : (Swing Equation)

Usina Hidrelétrica de Xingó - Chesf

20 máquinas de 700 MW = 14.000 MW

Usina Hidrelétrica de Itaipu - Itaipu Binacional / Eletrosul

• Potência Hidráulica - P_h : Potência cedida à turbina

• Potência Mecânica - P_m : Potência fornecida pelo eixo da turbina ao gerador • Potência Nominal - P_n : Potência fornecida pela turbina sob queda nominal (H_n) e velocidade angular nominal (



_n), para as quais a turbina foi projetada

• As turbinas hidráulicas em geral são designadas pela potência máxima e não pela potência nominal

• Na definição das turbinas hidráulicas são considerados os valores especificados de queda (H), vazão (Q) e a velocidade angular (



) do gerador que irá acionar • As turbinas hidráulicas devem operar com os valores de queda (H) e vazão (Q) correspondentes ao melhor rendimento possível

• Os rendimentos das turbinas normalmente situam-se entre 85 a 96 %

Usina Hidrelétrica - Aplicações das Turbinas 0 m

H

Pelton

• 01 jato • 02 jatos • 04 jatos • 06 jatos

Francis

• rápida • normal • lenta USB (27 m) UAR (27 m) UAS (22 m) UXG (118 m) USQ (112,5 m) UST (87,5 m) USU (82,5 m) USD (82,5 m) UAS (46,3 m) UBE (46 m) UPE (45 m) UFL (40 m) UCR (32,5 m)

Bulbo

(axiais)

Kaplan

(pás móveis) 40 m 20 m 200 m . . . . .

Turbina Francis - Rotor

• Possui distribuidor com um conjunto de pás dispostas em volta do rotor,

comandadas por servomotores de forma que, para cada valor de descarga, o ângulo mais conveniente de entrada da água no receptor, reduzindo assim as perdas hidráulicas

• Possui um canal ou tubo de sucção com a função de manter a continuidade da massa líquida em escoamento, desde a saída do receptor até a restituição, conseguindo-se assim um acréscimo na queda hidráulica e, consequentemente, um aumento da

potência da turbina

Turbina Francis - Acoplamento Turbina x Gerador

• Possui um canal ou tubo de sucção com a função de manter a continuidade da massa líquida em escoamento, desde a saída do receptor até a restituição, conseguindo-se assim um acréscimo na queda hidráulica e, consequentemente, um aumento da potência da turbina

• A água entra radialmente no rotor e sai axialmente

Turbina Francis - Rotor da Máquina III da Usina I (Chesf)

Turbina Kaplan

• Pás ajustáveis transformando a

energia cinética em trabalho mecânico

• Possui um mecanismo que permite variações do ângulo de inclinação das pás, conforme a descarga, sem variações consideráveis de seu rendimento

• A água entra no rotor no sentido axial

Victor Kaplan (1876 - 1934) - Engenheiro austríaco Turbina Kaplan Pás do Distribuidor Pás do Rotor Entrada de Água Cubo Ogiva Saída de Água Eixo

Turbina Pelton - Rotor

• O jato de água atua nas conchas, no sentido tangencial, transformando a energia cinética em trabalho mecânico

• Elevada velocidade de rotação

• Recomendadas para elevadas quedas • Possuem 01, 02, 04 ou 06 jatos

(depende da potência)

• Efeito abrasivo provocada pela areia em

suspensão na água

UHE Santo Antônio - 44 turbinas Bulbo de eixo horizontal - Rio Madeira (RO)

Turbina Bulbo

UHE Belo Monte - 07 turbinas Bulbo de eixo horizontal - Rio Xingu (PA)

Turbina Pelton - Rotor, Bocais e Caixa

Reservatório Comporta Configuração Operacional Vão dos Stop Logs Vedação de Soleira Conduto Forçado

Configuração de Intervenção Reservatório Comporta Stop Logs 1 2 3 4 Vedação de Soleira Conduto Forçado

 Fonte : BEM - EPE/MME 2009

Inclui a parcela brasileira da usina Itaipu e os produtores independentes Produção de Energia Primária - Brasil

Estrutura a Política Ambiental e cria o Departamento de Meio Ambiente

Foram apresentadas as diretrizes para tratamento das questões ambientais, desde o planejamento até a operação dos empreendimentos de geração e transmissão de energia elétrica.

Equipe multidisciplinar de 65 técnicos (janeiro/2011)

• Capacitação de pescadores

• Colocação de alevinos de espécies nativas em reservatórios da região • Monitoramento da fauna e flora

• Monitoramento de processos erosivos

• Plano de uso e conservação do entorno dos reservatórios • Inventário dos ecossistemas aquáticos dos reservatórios • Incentivo ao cooperativismo para pescadores

• Recuperação de áreas degradadas

Atividades

Meio Ambiente e Responsabilidade Social - Chesf Atividades da Estação de Piscicultura de Paulo Afonso - EPPA

• Produção de alevinos (curimatá, niquim, piau, surubim, dourado, piaba, etc) • Distribuição dos alevinos nos reservatórios (média anual de 2.000.000)

• Seleção de reprodutores (principalmente os nativos do rio e os raros) • Controle de pragas (bactérias e parasitas)

• Doação de peixes

Entidades Beneficiadas com Peixes (doações periódicas)

• Lar da criança Vicentina • FUNDAME

• APAE

• Vicentinos

• Espaço Social Sete de Setembro • Creche Irmã Regina

• Creche Menino Jesus • Creche Luiz Casulo

Capacidade de Geração de Energia Elétrica

Potência Instalada - Chesf & Regional Paulo Afonso

Gerência Regional Paulo Afonso - GRP

Gerência Regional Leste - GRL

Gerência Regional Oeste - GRO

Gerência Regional Norte - GRN

Gerência Regional Sul - GRS

Gerência Regional Sobradinho - GRB

No documento Palestra Geração Hidrelétrica de Energia (definitiva) (páginas 68-91)