1
UNIVERSIDADE POSITIVO
NÚCLEO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
ENGENHARIA ELÉTRICA
PROJETO DE UMA PEQUENA CENTRAL HIDRELÉTRICA E CIRCUITO DE
COMANDO PARA SEU ACIONAMENTO – ESTUDO DE CASO NO
RESTAURANTE CAIPIRÃO
Curitiba
2010
2
DAIANA APARECIDA KRUCHELSKI DA SILVA
JULIANA LAYS FEDALTO
PROJETO DE UMA PEQUENA CENTRAL HIDRELÉTRICA E CIRCUITO DE
COMANDO PARA SEU ACIONAMENTO – ESTUDO DE CASO NO
RESTAURANTE CAIPIRÃO
Trabalho
apresentado
ao
Curso
de
Engenharia Elétrica da Universidade Positivo,
para obtenção de avaliação parcial da
disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso
(TCC), como requisito para obtenção do grau
de Engenheiro Eletricista, sob a orientação do
Prof. Antonio Ivan Bastos Sobrinho.
Curitiba
2010
3
AGRADECIMENTOS
Agradecemos a todos que contribuíram com este trabalho direta ou
indiretamente.
Ao Restaurante Caipirão, por disponibilizar as instalações para pesquisa.
À Alterima, fabricante do gerador e da turbina, pelas informações fornecidas.
Ao Engenheiro Edson Mancini, pelos materiais para pesquisa e pelos
esclarecimentos prestados.
Ao Professor Rubens Alexandre de Faria, que nos acompanhou e orientou na
medição de vazão do rio.
À Eletrobala, pelo fornecimento dos equipamentos que c onstituíram os
quadros de comando.
Ao Professor Fernando Felice, membro da banca, que nos apoiou e
incentivou em todos os momentos.
Ao Professor Antonio Ivan Bastos Sobrinho, nosso orientador, que acreditou
em nosso potencial e nos apresentou soluções práticas para construirmos
este projeto.
4
“Nem tudo que se enfrenta pode ser
modificado, mas nada pode ser
modificado até que seja enfrentado.”
Albert Einstein
5
RESUMO
A crescente demanda de energia elétrica propicia a busca por alternativas
para sua geração, uma vez que as concessionárias de energia tendem a não mais
suprir essa procura no futuro próximo, algo que já tem se observado através dos
chamados apagões. A proposta deste trabalho é apresentar uma alternativa de
geração de energia, ou seja, a implementação de uma pequena central hidrelétrica
no Restaurante Caipirão em Curitiba. Esta pequena usina atenderá as cargas de
iluminação do local, e poderá ser utilizada em substituição à energia adquirida da
concessionária, ou apenas na falta da energia da rede local. Para se fazer o controle
do grupo gerador, desenvolveram-se dois tipos diferentes de circuitos de comando:
um dos circuitos foi projetado para fazer o gerador assumir a carga em substituição
à energia da concessionária, o qual é programado para ligar e desligar o gerador
nos horários pré-estabelecidos; o outro circuito de comando foi projetado para
monitorar a rede da concessionária, fazer a partida do gerador quando houver falta
de energia, e retornar à concessionária quando a energia da rede voltar. Neste
trabalho, serão apresentados os cálculos relativos ao dimensionamento da pequena
central hidrelétrica, a descrição dos componentes mais relevantes na construção dos
circuitos de comando e o princípio de funcionamento de cada um deles.
Palavras-chave: pequena central hidrelétrica, circuito de comando, gerador,
energia.
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SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO……………………………………………………………………….…..12
1.1 PROBLEMA......................................................................................................12
1.2 JUSTIFICATIVA................................................................................................12
1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS.............................................................................13
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA.............................................................................15
2.1 GERAÇÃO DE ENERGIA.................................................................................15
2.1.1 Máquina Primária.......................................................................................15
2.1.1.1 Turbinas Hidráulicas........................................................................15
2.1.2 Gerador......................................................................................................19
2.1.3 Controle, Comando e Proteção..................................................................23
2.1.3.1 Relé..................................................................................................24
2.1.3.2 Contator............................................................................................25
2.1.3.3 Fusível..............................................................................................25
2.1.3.4 Disjuntor Termomagnético...............................................................26
2.1.4 Transformadores........................................................................................26
3 ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS PRELIMINARES.................................................27
3.1 VISÃO GERAL DO PROJETO..........................................................................27
3.2 PREMISSAS E LIMITAÇÕES...........................................................................29
3.3 DESCRIÇÃO FUNCIONAL DOS BLOCOS.......................................................29
3.3.1 Grupo Gerador...........................................................................................29
3.3.2 Quadro de transferência e unidade de supervisão de corrente alternada.30
3.4 DIMENSIONAMENTO E MEMORIAL DE CÁLCULOS.....................................32
3.4.1 Grupo Gerador...........................................................................................32
4 IMPLEMENTAÇÃO.................................................................................................36
4.1 GRUPO GERADOR..........................................................................................36
4.2 CIRCUITOS DE COMANDO.............................................................................37
4.2.1 Circuito de comando para o gerador atuar em regime prime.....................37
4.2.2 Circuito de comando para o gerador atuar em regime stand-by................40
5 RESULTADOS........................................................................................................42
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS....................................................................................43
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..........................................................................44
7
APÊNDICES...............................................................................................................45
APÊNDICE A1 - DIAGRAMA DO CIRCUITO DE COMANDO PARA GERADOR
ATUANDO EM REGIME PRIME..........................................................46
APÊNDICE A2 – DIAGRAMA DE FORÇA DO CIRCUITO DE COMANDO PARA
GERADOR ATUANDO NO REGIME PRIME.......................................47
APÊNDICE A3 – DIAGRAMA DO CIRCUITO DE COMANDO PARA GERADOR
ATUANDO EM REGIME STAND-BY...................................................48
APÊNDICE A4 - DIAGRAMA DE FORÇA DO CIRCUITO DE COMANDO PARA
GERADOR ATUANDO NO REGIME STAND-BY................................49
APÊNDICE A5 – VISÃO GERAL DAS INSTALAÇÕES DO RESTAURANTE
CAIPIRÃO.............................................................................................50
8
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Turbinas Kaplan e Pelton..........................................................................16
Figura 2 – Esquema para geração hidráulica.............................................................18
Figura 3 – Turbina Pelton...........................................................................................19
Figura 4 – Esquema de funcionamento de um gerador elementar (armadura
girante)..........................................................................................................21
Figura 5 – Esquema de funcionamento de um gerador elementar (armadura fixa)...21
Figura 6 – Estrutura física de um relé e seu símbolo.................................................24
Figura 7 – Símbolo elétrico de um contator................................................................25
Figura 8 – Diagrama típico do sistema de energia CA...............................................27
Figura 9 – Detalhe do rio............................................................................................32
Figura 10 – Gerador Alterima com três jatos de água................................................33
Figura 11 – Vista frontal do painel onde foi montado o circuito de comando para o
gerador atuar no regime prime....................................................................38
Figura 12 – Circuito de comando para gerador atuar no regime prime.....................39
Figura 13 – Circuito de comando para gerador atuar no regime stand-by.................41
9
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Velocidades Síncronas.............................................................................22
10
LISTA DE ABREVIATURAS
V - queda de tensão
A – ampère
B – indução do campo magnético
Bv = ângulo da posição relativa instantânea entre o condutor e o campo [º]
CA – corrente alternada
c x – velocidade da água no ponto x
cos - fator de potência
e – força eletromotriz
e% - limite de queda de tensão
E – energia hidráulica transformada em trabalho pela turbina
E – energia hidráulica específica da máquina
f – frequência
f.e.m. – força eletromotriz
g – aceleração da gravidade
gH – energia hidráulica específica da máquina
GMG – grupo motor-gerador
H – altura disponível de um aproveitamento
Hz – hertz
I – corrente
If – corrente de fase
Ip - corrente nominal do projeto
l – comprimento do condutor
k - quilo
m – número de fases
m – metro
mm2 – milímetro quadrado
n – rotação síncrona
n – velocidade de rotação da turbina
nQE – velocidade específica da turbina
N – número de espiras
NA – normalmente aberto
11
NF – normalmente fechado
p – número de pólos
px – pressão no ponto x
P – potência total do projeto
P – potência de uma máquina síncrona
Ph – energia hidráulica fornecida à turbina
Pmec – produção mecânica da turbina
Q – volume de água
rpm – rotações por minuto
s – segundo
T – tesla
Uf – tensão de fase
USCA – unidade de supervisão de corrente alternada
v – velocidade linear
V – tensão
V – volt
VA – volt ampère
z x – elevação do ponto x
– eficiência da turbina
= ângulo de defasagem da corrente em relação à tensão
– densidade específica da água
Q – massa do fluxo de água por segundo
12
1 INTRODUÇÃO
Este capítulo apresenta a descrição do problema, a justificativa, e os
objetivos específicos do projeto.
1.1 PROBLEMA
O avanço da tecnologia atualmente tem resultado numa demanda maior de
energia elétrica em comparação com os anos anteriores. Em decorrência disso, temse feito necessária a instalação de novas usinas de geração de energia que, em
algumas ocasiões, não são capazes de suprir as demandas, por serem muito
elevadas, ou devido a problemas técnicos nas usinas e linhas transmissoras. Dessa
forma, ocorrem os cortes de energia elétrica em algumas localidades, conhecidos
como apagões. Em vista disso, tem-se incentivado a implementação de novas
usinas geradoras, como por exemplo, pequenas centrais hidrelétricas em locais que
possuem recursos, como rios, com certa vazão de água, que seja capaz de gerar
energia.
1.2 JUSTIFICATIVA
A instalação de geradores próprios de energia apresenta um custo
relativamente elevado, e, além disso, requer uma fonte de energia alternativa, como
por exemplo, combustíveis fósseis, que são os mais utilizados para essas
aplicações. A alimentação dos geradores através de combustíveis fósseis tem se
tornado motivo de preocupação, pois se sabe que estes recursos tendem a acabar
em razão de grande exploração dos mesmos. Para tanto, estudos estão sendo feitos
em diversas partes do mundo, a fim de se encontrar alternativas mais viáveis em
substituição a esses recursos. Uma alternativa prática e barata é a instalação de
uma pequena central hidrelétrica em rios e lagos que possuem certa vazão de água,
como no caso de propriedades rurais que possuem tais recursos. As usinas
hidrelétricas não poluem, pois a única implicação para o meio ambiente é a
inundação de áreas, que resulta em deslocamento e destrói o habitat de algumas
espécies animais e vegetais (HINRICHS, 2003). Esse não será o caso neste
13
trabalho, já que o objetivo é o aproveitamento de áreas inundadas já existentes.
Para proprietários de áreas rurais, uma fonte de geração própria é ainda mais
necessária que nas áreas urbanas, pois eles são os mais afetados pelos apagões.
A geração própria de energia, além de contribuir para evitar futuras quedas
de energia da concessionária local, ainda pode reduzir ou até mesmo eliminar a
conta de energia da propriedade onde é instalada. Dessa maneira, torna-se viável,
devido à economia que proporciona ao proprietário, apesar do custo de instalação
ser relativamente alto.
Em certas ocasiões, porém, a represa de água pode sofrer uma queda de
nível, devido às épocas de estiagem, tornando-se incapaz de alimentar as turbinas
acopladas ao gerador para gerar a energia necessária; nessa situação, a
concessionária deve assumir as cargas. Para se fazer essa comutação, é
necessário um sistema de controle que será desenvolvido neste trabalho.
Para o caso em que o gerador próprio será utilizado apenas quando faltar
energia da concessionária, é necessário outro circuito de controle que monitora a
rede, e ao detectar falta de energia da concessionária, faz o acionamento do
gerador. Quando retorna a energia da rede, o gerador é desligado e as cargas
passam a ser alimentadas novamente pela concessionária local.
1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Com este projeto espera-se realizar o dimensionamento de um gerador de
energia com utilização de uma fonte natural, ou seja, a água, que será capaz de
alimentar pequenas demandas de energia.
Este projeto também será composto de um circuito de comando para
acionamento do grupo gerador em regime prime, ou seja, trabalhando de forma
contínua. Este circuito será capaz de realizar as seguintes ações necessárias:
fazer a partida do gerador;
detectar que o gerador está ligado para que cesse o sinal de partida;
fazer o gerador alimentar a carga;
comutar a rede da concessionária e a geração própria, evitando que
ambas assumam a carga simultaneamente.
14
Também será desenvolvido um circuito de comando para acionamento e
controle do grupo gerador em regime stand-by, ou seja, funcionando apenas em
casos de falta de energia da concessionária. Este circuito será capaz de realizar as
seguintes ações:
detectar falta de energia da concessionária;
comutar a rede da concessionária e a geração própria, evitando que
ambas assumam a carga simultaneamente;
fazer a partida do gerador;
detectar que o gerador está ligado para que cesse o sinal de partida;
fazer o gerador alimentar a carga;
retornar para a rede da concessionária;
desligar o gerador.
As etapas para realização do projeto serão: medições de vazão de água,
cálculos para dimensionamento da potência que poderá ser atendida com esse
recurso, especificação dos componentes a serem utilizados, desenvolvimento de
circuito para controle do grupo gerador, simulação e testes para verificações do
funcionamento do mesmo, análise dos resultados e conclusão.
15
2
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Serão abordados neste capítulo os conceitos utilizados na elaboração do
trabalho.
2.1 GERAÇÃO DE ENERGIA
A geração de energia elétrica pode ser realizada através de vários meios,
como por exemplo, o vento e a água. Neste trabalho optou-se por utilizar a energia
hidráulica para este fim. O sistema de geração é formado pelos seguintes
componentes: máquina primária, gerador, sistema de controle, comando e proteção,
e transformador.
2.1.1 Máquina Primária
A máquina primária faz a transformação de qualquer tipo de energia em
energia cinética de rotação para ser aproveitada pelo gerador. As principais
máquinas primárias utilizadas hoje são: motores diesel, turbinas hidráulicas, turbinas
a vapor, turbinas a gás e eólicas (WEG, 2010).
2.1.1.1 Turbinas Hidráulicas
A turbina hidráulica transforma a energia potencial da água em energia
rotacional mecânica; para isso, a água dos reservatórios é captada e transportada
através de condutos de baixa pressão até os condutos forçados que conduzem a
água até a casa de máquinas, onde se encontram as turbinas. Quando a água
atravessa as pás das turbinas, as turbinas giram a uma velocidade que depende da
vazão da água, ou da altura da queda da água. Os mecanismos fundamentais para
este processo são:
a pressão da água aplica uma força sobre as pás do rotor; essa diminui à
medida que avança através da turbina; este tipo de turbina é chamado de
turbina de reação ou propulsão; a carcaça da turbina, imersa totalmente na
16
água, deve ser forte o suficiente para suportar a pressão de operação; a esta
categoria pertencem as turbinas Francis e Kaplan;
a pressão da água é convertida em energia cinética, que tem a forma de um
jato de alta velocidade que atinge as conchas do rotor; este tipo de turbina é
chamado de turbina de ação ou impulso; a esta categoria pertencem as
turbinas Pelton (ESHA, 2004).
A turbina hidráulica utiliza a energia cinética de rotação de seu rotor para
girar o gerador ao qual está conectado. O transformador converte a tensão de saída
do gerador em tensões aproveitáveis pela carga quando necessário (WEG, 2010).
Figura 1 – Turbinas Kaplan e Pelton.
Fonte: WEG. Centro de Treinamento de Clientes. Módulo 4: Geração de Energia. tr_CTC-241_P1,
2010.
17
A energia hidráulica fornecida à turbina é dada pela expressão:
Ph
[W]
Q.gH
(1) (ESHA, 2004).
Sendo:
Q = massa do fluxo de água por segundo
= densidade específica da água
[kg/s]
[kg/m3]
Q = volume de água
[m3/s]
gH = energia hidráulica específica da máquina
[J/kg]
g = aceleração da gravidade
[m/s2]
H = altura disponível de um aproveitamento
[m]
Pode-se fazer a seguinte conversão de unidades para se obter J/kg a partir
de m/s2 multiplicado por m, conforme ocorre em gH :
gH=(J/Kg)=(N.m/Kg)=((Kg.m/s²).m/Kg)=(m/s²).m
A produção mecânica da turbina é dada por:
Pmec
[W]
Ph .
(2) (ESHA, 2004).
Sendo:
= eficiência da turbina
A energia hidráulica transformada em trabalho pela turbina é definida por:
E
gH
1
.( p1
p2 )
1
.(c112 2 c 22 ) g.( z1 z2 )
2
[J/kg] (3) (ESHA, 2004).
Sendo:
gH = energia hidráulica específica da máquina
[J/kg]
px = pressão no ponto x
[Pa]
c x = velocidade da água no ponto x
[m/s]
18
z x = elevação do ponto x
[m]
A altura disponível de um aproveitamento é definida por:
Hn
E
g
[m]
(4) (ESHA, 2004).
Figura 2 – Esquema para geração hidráulica.
Fonte: ESHA. Guide on how to develop a small hidropower plant. Capítulo 6: Eletromechanical
Equipment. 2004 (adaptado).
Neste trabalho, optou-se pelo uso da turbina Pelton, que é utilizada em
usinas hidroelétricas com duas características: alta queda e baixa vazão. São
instaladas em rios de baixa vazão, porém com uma alta queda de água, para que se
obtenha a força necessária para geração de energia. É dotada de movimento
giratório, construída para funcionar em desníveis d'água de até mais de mil metros
de altura. Atua como unidade geradora de energia, acoplada a eixos de geradores
elétricos (ALTERIMA, 2010).
19
Figura 3 – Turbina Pelton.
Fonte:
ALTERIMA.
Indústria
de
Geradores
e
Micro
Usinas.
Disponível
em:
http://www.alterima.com.br/index.htm. Acesso em: 05/08/2010.
De acordo com estudos realizados, a velocidade da turbina é definida como:
n QE
n Q
E 3/ 4
[m/s] (5) (ESHA, 2004)
Sendo:
Q = volume de água
[m3/s]
E = energia hidráulica específica da máquina
[J/kg]
n = velocidade de rotação da turbina
[t/s]
nQE = velocidade específica da turbina
[m/s]
2.1.2 Gerador
Os geradores convertem a energia cinética de rotação das máquinas
primárias em energia elétrica sob forma de força eletromotriz, de acordo com a lei de
Faraday. Na maioria das vezes, os geradores são máquinas elétricas síncronas. São
dimensionados de acordo com a potência que a máquina primária pode fornecer.
As máquinas síncronas possuem dois componentes básicos: estator e rotor.
O estator de uma máquina é sua parte fixa, composto de uma carcaça
externa que possui os pés de apoio da máquina e de um pacote de lâminas de açosilício, ranhuradas e superpostas formando um pacote magnético. Este pacote é
ranhurado para que o enrolamento estatórico possa ser ali depositado. O
enrolamento depositado no pacote do estator é projetado para receber ou fornecer
energia do sistema, ou para o sistema, e pode ser chamado de enrolamento de força
ou enrolamento da armadura.
20
O rotor é o órgão girante apresentado pela máquina. O rotor é a sede de um
enrolamento que possui a finalidade primária de gerar um campo magnético quando
da passagem de uma corrente contínua por ele. É responsável pela criação de um
fluxo magnético, com tantos pólos quantos sejam os pólos do enrolamento do
estator da armadura (SIMONE, 2000).
As máquinas síncronas trabalham com dois tipos de correntes: corrente
alternada senoidal para o circuito ou enrolamento de armadura, e corrente contínua
para o circuito ou enrolamento de campo. A corrente contínua tem por finalidade
excitá-la, ou seja, criar um campo magnético que é a base da conversão mecânicoelétrica de energia. Essa corrente denomina-se corrente de campo ou corrente de
excitação da máquina síncrona (SIMONE, 2000).
O princípio de funcionamento de um gerador está fundamentado no
movimento relativo entre uma espira e um campo magnético. Os terminais da espira
são conectados a dois anéis, que estão ligados ao circuito externo através de
escovas. Este tipo de gerador é denominado de armadura giratória.
A figura 4 mostra o esquema de funcionamento de um gerador com
armadura girante. A bobina gira com velocidade uniforme dentro do campo
magnético “B” também uniforme. Se “v” é a velocidade linear do condutor em relação
ao campo magnético, segundo a lei da indução (FARADAY), o valor instantâneo da
força eletromotriz (f.e.m.) induzida no condutor em movimento de rotação é
determinado por (WEG, 2010):
e Blvsen(B v )
[V]
Sendo:
e = força eletromotriz (f.e.m.)
[V]
B = indução do campo magnético
[T]
l = comprimento de cada condutor
[m]
v = velocidade linear
[m/s2]
B v = ângulo da posição relativa instantânea
entre o condutor e o campo
[º]
(6) (WEG, 2010)
21
Para N espiras têm-se, sendo N o número de espiras:
e Blvsen(B v ).N
[V]
(7) (WEG, 2010)
Figura 4 – Esquema de funcionamento de um gerador elementar (armadura girante).
Fonte: WEG. Centro de Treinamento de Clientes. Módulo 4: Geração de Energia. tr_CTC-241_P1,
2010.
Nos geradores de campo giratório, a tensão de armadura é retirada
diretamente do enrolamento de armadura (neste caso o estator), sem passar pelas
escovas. A potência de excitação destes geradores normalmente é inferior a 5% da
potência nominal. Por este motivo, o tipo de armadura fixa (ou campo girante) é o
mais utilizado. Na figura 5 pode-se ver o princípio de funcionamento de um gerador
de armadura fixa (WEG, 2010).
Figura 5 – Esquema de funcionamento de um gerador elementar (armadura fixa).
Fonte: WEG. Centro de Treinamento de Clientes. Módulo 4: Geração de Energia. tr_CTC-241_P1,
2010.
22
Para uma máquina de um par de pólos, a cada giro das espiras tem-se um
ciclo completo da tensão gerada. Os enrolamentos podem ser constituídos de um
número maior de pares de pólos, que são distribuídos alternadamente (um norte e
um sul). Neste caso, há um ciclo a cada par de pólos.
Sendo “n” a rotação da máquina em “rpm” e “f” a frequência em ciclos por
segundo (Hz), tem-se:
f
pn
120
[Hz]
(8) (WEG, 2010)
Sendo:
f = frequência
p = número de pólos
n = rotação síncrona
[Hz]
[rpm]
O número de pólos da máquina deve ser sempre par para formar os pares
de pólos. Na tabela 1 são mostradas, para as frequências e polaridades usuais, as
velocidades síncronas correspondentes.
Tabela 1 – Velocidades Síncronas
Fonte: WEG. Centro de Treinamento de Clientes. Módulo 4: Geração de Energia. tr_CTC-241_P1,
2010.
Em vazio, ou a tensão de armadura do gerador depende do fluxo magnético
gerado pelos pólos de excitação, ou ainda da corrente que circula pelo enrolamento
de campo (rotor). Isto porque o estator não é percorrido por corrente; portanto é nula
a reação da armadura, cujo efeito é alterar o fluxo total.
Em carga, a corrente que atravessa os condutores da armadura cria um
campo magnético, causando alterações na intensidade e distribuição do campo
magnético principal. Esta alteração depende da corrente, do cos ø e das
características da carga, que pode ser resistiva, capacitiva ou indutiva.
23
Se o gerador alimenta um circuito resistivo, que é o tipo de carga a ser
alimentada neste trabalho, é gerado pela corrente um campo magnético próprio. O
campo magnético induzido produz dois pólos defasados de 90º em atraso em
relação aos pólos principais, e estes exercem sobre os pólos induzidos uma força
contrária ao movimento, gastando-se a potência mecânica para se manter o rotor
girando. Devido à perda de tensão nos enrolamentos da armadura, é necessário
aumentar a corrente de excitação para manter a tensão nominal.
Os geradores síncronos são construídos com rotores de pólos lisos ou
salientes. Os pólos lisos são rotores nos quais o entreferro é constante ao longo de
toda a periferia do núcleo de ferro. Os pólos salientes são rotores que apresentam
uma descontinuidade no entreferro ao longo da periferia; neste caso, existem as
chamadas regiões interpolares, onde o entreferro é muito grande, tornando visível a
saliência dos pólos (WEG, 2010).
A potência de uma máquina síncrona é expressa por:
P
m.Uf .If . cos
[W] (9) (WEG, 2010)
Sendo:
m = número de fases
Uf = tensão de fase
[V]
If = corrente de fase
[A]
= ângulo de defasagem da corrente em
relação à tensão
[º]
2.1.3 Controle, Comando e Proteção
Para interligar um grupo gerador a uma rede de distribuição é preciso fazer o
controle da tensão de saída do gerador, que não pode ultrapassar mais que 5% para
cima ou para baixo (ABNT NBR 5117). Para se realizar o sincronismo com a rede,
antes de fazer o fechamento da linha, é necessário um circuito de comando, que
inclui relés e disjuntores.
O controle da frequência de saída do gerador é fundamental, pois deve ser
constante e de acordo com a rede local, que no caso do Brasil é de 60 Hz. A
24
frequência depende da velocidade de rotação do gerador, portanto, ele deve sempre
funcionar com uma rotação fixa (WEG, 2010).
2.1.3.1 Relé
O relé é uma chave de impulso acionada pelo campo magnético, usado em
cargas de pequenas potências. Este dispositivo é formado basicamente por uma
bobina e pelos seus conjuntos de contatos. A figura 6 mostra a estrutura física de
um relé e seu símbolo elétrico.
Figura 6 – Estrutura física de um relé e seu símbolo.
Fonte: BONACORSO, N. G., NOLL, V. Automação Eletropneumática. 4 Ed. São Paulo: Érica, 2000.
Ao se aplicar uma tensão elétrica nos terminais da bobina do relé, surge
uma corrente na bobina gerando um campo magnético. A força magnética, por sua
vez, atrai a parte móvel do relé, distendendo a mola. Esta manobra faz com que o
terminal C, que anteriormente estava em contato com o terminal NF, passe a se fixar
com o contato NA. Enquanto a bobina permanecer energizada, os contatos se
mantêm nesta posição.
Ao ser retirada a alimentação dos terminais da bobina, o solenóide cessa a
força eletromagnética de atração, resultando no retorno da parte móvel do relé à
posição inicial pelo efeito de contração da mola (BONACORSO, 2000).
Os relés de tempo são temporizadores para controle de tempos de curta
duração, tipicamente até um minuto. São muito utilizados em interrupções de
comandos e chaves de partida (FILIPPO, 2000).
25
2.1.3.2 Contator
O contator é uma chave de comutação eletromagnética, empregado
geralmente para acionar máquinas e equipamentos elétricos de grande potência.
Além de possuir os contatos principais, o contator apresenta também
contatos auxiliares de pequena capacidade de corrente. Estes contatos são
utilizados para realizar o próprio comando do contator (autorretenção), sinalização, e
acionamento de outros dispositivos elétricos. A figura 7 mostra o símbolo elétrico de
um contator (BONACORSO, 2000).
Figura 7 – Símbolo elétrico de um contator.
Fonte: BONACORSO, N. G., NOLL, V. Automação Eletropneumática. 4 Ed. São Paulo: Érica, 2000.
Os contatos normalmente abertos (NA) se fecham e os contatos
normalmente fechados (NF) se abrem quando circula corrente pela bobina do
contator. Os contatos permanecem nessa posição enquanto houver excitação.
Quando a excitação for interrompida, os contatos voltam às suas posições normais
(FILIPPO, 2000).
2.1.3.3 Fusível
O princípio de funcionamento do fusível fundamenta-se na fusão do
filamento e consequente abertura do mesmo, quando passa por ele uma corrente
elétrica superior ao valor de sua especificação. Os fusíveis geralmente são
dimensionados 20% acima da corrente nominal do circuito.
Os fusíveis são classificados em retardados e rápidos. O fusível de ação
retardada é usado em circuitos nos quais a corrente de partida é muitas vezes
superior à corrente nominal. É o caso dos motores elétricos e cargas capacitivas. Já
26
o fusível de ação rápida é utilizado em cargas resistivas e na proteção de
componentes semicondutores (BONACORSO, 2000).
2.1.3.4 Disjuntor termomagnético
O disjuntor termomagnético possui a função de elemento de proteção e,
eventualmente, de chave. Interrompe a passagem de corrente elétrica ao ocorrer
uma sobrecarga ou curto-circuito.
A sobrecarga é uma corrente ligeiramente maior que a corrente nominal e
que, a longo prazo, pode danificar o cabo condutor ou o aparelho. A proteção contra
sobrecarga baseia-se no princípio da dilatação de duas lâminas de metais distintos
que, portanto, possuem coeficientes de dilatação diferentes. Uma pequena
sobrecarga faz o sistema de lâminas deformar-se sob o calor, desligando o circuito.
O curto-circuito é uma corrente excessivamente alta, proveniente de algum
dano ou problema no sistema elétrico ao qual está conectado, e que precisa ser
imediatamente interrompida. A proteção contra o curto-circuito é feita através da
ação de um dispositivo magnético, que desliga o circuito quase instantaneamente
(BONACORSO, 2000).
2.1.4 Transformadores
Os transformadores são utilizados para tornar compatíveis as tensões de
saída do gerador com a tensão do sistema que será alimentado pelo grupo gerador.
Neste trabalho não será utilizado transformador, uma vez que a tensão gerada será
compatível com a do sistema a ser alimentado, não necessitando de transformação
(WEG, 2010).
27
3 ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS PRELIMINARES
Neste capítulo serão apresentadas as especificações dos componentes
utilizados no projeto.
3.1 VISÃO GERAL DO PROJETO
O trabalho tem como objetivo o dimensionamento de um grupo gerador que
atuará no abastecimento de cargas elétricas, substituindo a concessionária de
energia local. Para que o gerador possa atuar de forma correta, será desenvolvido
um circuito de comando para acionamento e controle do mesmo. A figura 8
apresenta o diagrama em blocos de um típico sistema de energia de corrente
alternada (CA).
Figura 8 – Diagrama típico do sistema de energia CA.
Fonte: Própria.
O sistema de energia CA é composto por:
a) fonte de energia externa: representa uma fonte de energia CA de
propriedade da concessionária local;
28
b) quadro de medição: é o ponto de interface entre o fornecimento externo de
energia e os demais elementos do sistema internos à estação;
c) quadro de distribuição geral: é o quadro que alimenta as cargas instaladas,
onde é feita a distribuição para outros quadros intermediários de distribuição de
energia; as cargas de energia CA de uma estação podem ser classificadas
como normais ou essenciais, conforme o grau de criticidade das mesmas;
d) grupo gerador: é a fonte de energia local conectado à estação;
e) quadro de transferência: é destinado a efetuar a comutação da alimentação
do barramento essencial pelas fontes de energia da concessionária ou do
grupo gerador;
f) unidade de supervisão de corrente alternada (USCA): é a unidade que
recebe, controla, protege, e comanda a transferência das fontes de energia CA;
g) alimentação em corrente contínua: energiza e alimenta a USCA e é
constituído por banco de baterias.
Este trabalho consiste na elaboração do grupo gerador, quadro de
transferência e unidade de supervisão de corrente alternada.
O quadro de transferência junto com a unidade de supervisão de corrente
alternada, será capaz das seguintes ações, para fazer o gerador atuar em regime
prime:
fazer a partida do gerador;
detectar se o gerador está ligado para que cesse o sinal de partida;
fazer o gerador alimentar a carga;
comutar a rede da concessionária e a geração própria, evitando que
ambas assumam a carga simultaneamente.
Para que o gerador atue em regime stand-by, o quadro de transferência,
juntamente com a unidade de supervisão de corrente alternada, será capaz de
realizar as ações abaixo:
detectar falta de energia da concessionária;
comutar a rede da concessionária e a geração própria, evitando que
ambas assumam a carga simultaneamente;
fazer a partida do gerador;
detectar que o gerador está ligado para que cesse o sinal de partida;
29
fazer o gerador alimentar a carga;
retornar para a rede da concessionária;
desligar o gerador.
3.2 PREMISSAS E LIMITAÇÕES
Este projeto pode ser adaptado para a instalação de uma pequena central
hidrelétrica em diferentes situações. Para isso, deve-se refazer as medições e os
cálculos realizados, de modo a se obter o dimensionamento correto da usina. Podese inclusive ser utilizado outro tipo de turbina, conforme o que for mais indicado para
o tipo de represa de água onde será instalado.
Os circuitos de comando podem ser utilizados para qualquer tipo de gerador,
independente da potência que este irá fornecer, desde que levado em conta o
regime em que o gerador deverá atuar.
3.3 DESCRIÇÃO FUNCIONAL DOS BLOCOS
Neste tópico será apresentada a descrição funcional dos blocos que serão
desenvolvidos neste trabalho, ou seja, o grupo gerador e o quadro de transferência
associado à USCA.
3.3.1 Grupo Gerador
O grupo gerador é composto basicamente pela turbina e pelo gerador.
A água, proveniente do rio no Restaurante Caipirão, será canalizada e
lançada em forma de jato na turbina do tipo Pelton que, ao girar, acionará o gerador
e o manterá em funcionamento.
A altura da queda d’água deverá ser de quatro metros, conforme informado
pelo fabricante de geradores e turbinas Alterima, para que seja capaz de girar a
turbina, e assim, gerar a energia necessária para alimentação dos circuitos de
iluminação do Restaurante Caipirão. Dessa forma, será necessário construir uma
estrutura que permita tal situação no rio.
30
A energia gerada será transportada até o quadro de distribuição através de
condutores de cobre de seção de 10 mm2 em eletroduto enterrado no solo. Os
cálculos para definição da bitola do condutor são apresentados no item 3.4, que trata
do dimensionamento e memorial de cálculos.
3.3.2 Quadro de transferência e unidade de supervisão de corrente alternada
O quadro de transferência com a USCA, realizam o controle do gerador, e
são compostos de aparelhos de comando e de proteção. Os aparelhos de comando
são elementos de comutação destinados a permitir ou não a passagem da corrente
elétrica entre um ou mais pontos de um circuito; entre eles estão os relés e os
contatores. Os aparelhos de proteção são elementos intercalados no circuito com o
objetivo de interromper a passagem de corrente elétrica sob condições anormais,
como curto-circuitos ou sobrecargas; entre esses estão os fusíveis e disjuntores
(BONACORSO, 2000).
O apêndice A1 mostra o diagrama de comando da unidade gerador/rede da
concessionária para o caso de regime prime.
O apêndice A2 apresenta o diagrama de força do circuito de comando para
atuar em regime prime.
Como funcionará o circuito de comando para o gerador atuar em regime
prime:
quando acionada a botoeira BO, os contatos do relé falta de fase irão
retirar a rede da concessionária, e fazer com que o gerador assuma a
carga através do contator C2, passando primeiro pelo temporizador, que
irá determinar o tempo para o gerador assumir a carga; caso ocorra algum
problema com o gerador, o relé de falta de fase irá fazer intertravamento
do contator C1 com o C2, fazendo com que a concessionária assuma a
carga, até que o problema no gerador seja solucionado de modo que ele
esteja pronto para voltar a alimentar as cargas; há também um
temporizador ligado entre o relé de falta de fase e o contator C1, para que
a energia da concessionária não seja retirada imediatamente, pois é
necessário um período de tempo até que a velocidade de rotação da
turbina fique constante novamente.
31
O apêndice A3 mostra o diagrama de comando da unidade gerador/rede da
concessionária para o caso de regime stand-by.
O apêndice A4 apresenta o diagrama de força do circuito de comando para
atuar em regime stand-by.
Como funcionará o circuito de comando para o gerador atuar em regime
stand-by:
para detectar a falta de energia da concessionária, optou-se pelo uso de
um relé de falta de fase conectado diretamente à rede a ser monitorada;
para comutar a rede da concessionária e a geração própria, é feito um
intertravamento elétrico através de contatores de força, de maneira que,
quando a rede de energia estiver funcionando normalmente, a geração
própria não conseguirá assumir a carga;
para fazer a partida do gerador, um contator auxiliar envia um sinal de
tensão para a bobina do gerador; a quantidade de vezes que será feita a
partida será limitada através de temporizadores;
a fim de detectar que o gerador está ligado, para que seja possível cessar
o sinal de partida, é usado um minirrelé; quando o gerador atingir seu
funcionamento pleno, começará a gerar uma tensão alternada de 12 V, a
qual, depois de retificada, alimentará o minirrelé, que cortará o sinal de
partida do motor;
para que se possa fazer o gerador assumir a carga, existem algumas
condições: a primeira delas é que o contator C2 (ligado ao gerador) esteja
habilitado; esta condição ocorre através do intertravamento entre o
contator C1 (ligado à rede da concessionária) e o minirrelé, que indica que
o gerador está ligado; a segunda condição é que o gerador síncrono já
tenha atingido a velocidade nominal; esta condição é obtida através de um
ajuste no parâmetro do temporizador; o valor da velocidade para ajuste
deste parâmetro é obtido através de testes práticos; somente com estas
duas condições verificadas é que o contator C3 (ligado à carga) é
habilitado para que o gerador assuma a carga;
para retornar à rede da concessionária, quando o fornecimento de energia
desta for restabelecido, é necessário que o relé de falta de fase detecte
32
esta situação; com isso, é realizada uma nova comutação habilitando o
contator C1 e desabilitando o restante do comando;
para desligar o gerador, após o restabelecimento do fornecimento normal
de energia, o contator auxiliar que alimenta a bobina do gerador será
desabilitado.
3.4 DIMENSIONAMENTO E MEMORIAL DE CÁLCULOS
Neste tópico serão apresentados os cálculos e justificativas que levaram à
escolha dos componentes.
3.4.1 Grupo Gerador
Através de medição realizada no local da implantação, foi constatada a
seguinte situação para obtenção de vazão de água, conforme a figura 9:
largura: 3 m
profundidade: 0,7 m
tempo para percorrer 1 m : 20 s
Figura 9 – Detalhe do rio.
Fonte: Própria.
Através da seguinte fórmula, obtém-se a vazão:
vazão
l arg ura. profundidade
tempo
[l/s]
33
vazão
3.0,7
20
m3
vazão 0,105
s
vazão 105
l
s
Com tais características, considerou-se apropriado utilizar o gerador Alterima
com três jatos de água, capaz de gerar 5 kVA, que será suficiente para alimentar as
cargas referentes à iluminação do local.
Figura 10 – Gerador Alterima com três jatos de água.
Fonte:
ALTERIMA.
Indústria
de
Geradores
e
Micro
Usinas.
Disponível
em:
http://www.alterima.com.br/index.htm. Acesso em: 05/08/2010.
O dimensionamento do condutor foi feito conforme os cálculos a seguir. A
potência foi obtida através da soma das potências de cada lâmpada no restaurante
Caipirão, multiplicado pelo fator de potência (cos ø) que é próximo de 1 no caso de
circuitos de iluminação. A queda de tensão máxima é de 7 %, conforme especificado
pela ABNT NBR 5410/2004, no caso de grupo gerador próprio. Visto se tratar de
área rural, tem-se tensão monofásica em 127 V. A distância entre o gerador e o
quadro de distribuição é de 22 m, sendo esse o comprimento do condutor.
Lâmpadas fluorescentes compactas 25 W: 101
Lâmpadas fluorescentes compactas 20 W: 16
Luminárias de HO 2x32 W com reator 15 W: 20
Potência total: 4425 W
34
Cálculo da capacidade de condução de corrente:
P
Ip
V . cos
[A]
Sendo:
Ip - corrente nominal do projeto
P - potência total do projeto
V - tensão
cos - fator de potência
Ip
4425
127 .1
Ip
34,84 A
Cálculo da queda de tensão:
e%.V
Ip.l
V
[V/(A.km)]
V - queda de tensão
e% - limite de queda de tensão
l - comprimento do condutor
V
0,07 .127
34,84 .0,022
V
11,6
V
A.km
Cálculo da proteção contra sobrecarga:
Ip
In
Iz
Sendo:
Ip - corrente nominal do projeto
In - corrente nominal do dispositivo de proteção (disjuntor)
Iz - capacidade de condução de corrente do condutor
34,84
In
In
50 A
63
(NBR 5410/2004)
35
Através dos cálculos realizados, optou-se pela utilização de condutores de
2
10 mm com disjuntor de 50 A, levando em consideração que futuramente poderá
haver
ampliações
nas
instalações
implementação de novos geradores.
do
Restaurante
Caipirão
e
possível
36
4 IMPLEMENTAÇÃO
Neste tópico são descritos os procedimentos adotados para instalação do
grupo gerador, e a montagem da parte física dos circuitos de comando.
4.1 GRUPO GERADOR
Visto que o Restaurante Caipirão não possui projeto de instalações elétricas,
foi feito um levantamento em campo das cargas a serem alimentadas pelo gerador,
concluindo-se que seria possível alimentar as cargas relativas à iluminação do local,
com carga próxima a 5 kVA.
Para a instalação do grupo gerador foi selecionado um local adequado no rio
no Restaurante Caipirão, que possui boa vazão e razoável queda d’água. Conforme
os cálculos realizados e apresentados no item 3.4, foi obtida a vazão de água no
local. Segundo a Alterima, fabricante do gerador e da turbina, para que o gerador
pudesse fornecer energia de 5 kVA, apresentando a vazão calculada de 105 l/s,
seria necessário que a queda de água fosse de 4 m. Visto que o local não apresenta
tal queda de água, conclui-se que há necessidade de fazer modificações no rio,
como escavação no local, para que a queda atinja a altura desejada. Não será
necessária uma estrutura para aproveitamento da água, visto que após sair da
turbina, a água continuará seguindo seu curso normal.
Conforme estabelecido pela norma ABNT NBR 5117, que trata das
especificações para máquinas síncronas, a tensão a ser gerada pode sofrer
variações de no máximo 5%, e a frequência do sinal deve permanecer estável; este
controle
está
embutido
no
próprio
gerador
Alterima,
garantindo
correto
funcionamento do mesmo.
A instalação da turbina e do gerador será feita pelo fabricante de geradores
Alterima, conforme disponibilização dos valores para a compra e instalação dos
mesmos pelos proprietários do Restaurante Caipirão.
O apêndice A5 mostra uma visão geral das instalações do Restaurante
Caipirão, com o rio que passa dentro do terreno, e a localização da caixa de
máquinas, onde será instalado o grupo gerador.
37
4.2 CIRCUITOS DE COMANDO
Os circuitos de comando foram montados de forma a serem o mais
compacto possível.
4.2.1 Circuito de comando para o gerador atuar em regime prime
O circuito de comando para o gerador atuar no regime prime foi montado
sobre uma chapa de ferro galvanizado, contendo canaletas ao redor e no centro, por
onde foram passados os cabos para conexão. Os cabos são flexíveis e foram
identificados com anilhas. A conexão dos cabos nos contatores foi feita através de
conectores do tipo garfo. Entre as canaletas foram dispostos os contatores,
disjuntores, um relé de tempo e um relógio programador, fixados por meio de trilhos.
O disjuntor utilizado para fazer a proteção foi do tipo DWM, ou seja, para
proteção de motores, com corrente nominal de 50 A.
Os contatores utilizados foram do tipo CWM, tripolares, 220 V, 60 Hz.
O relé de tempo é do tipo RTW -RE de 60 segundos.
O relógio programador é do tipo RTB/20 digital 220 V.
As canaletas são do tipo abertas com dimensões 30x30x2000 mm. Os trilhos
são do tipo TS 35 mm, pré-galvanizado.
Os condutores utilizados nos controles são flexíveis com bitola 1,5 mm 2. Os
conectores do tipo garfo são de 2,5 mm 2.
Para fazer o acionamento do comando foram utilizadas duas chaves
manopla 2 posições, podendo fazer a seleção para gerador ligado ou desligado e,
concessionária ligada ou desligada.
Para visualizar se o comando está ligado ou desligado, foram utilizados
sinalizadores do tipo sinaleiro 22 mm AD16-22DG LED, um verde e dois vermelhos,
conforme mostra a figura 11.
Todos esses componentes foram colocados dentro de um painel com
dimensão 38x33x17 cm.
A figura 12 mostra o interior do painel onde foi montado o circuito de
comando para o gerador atuar em regime prime.
38
Figura 11 – Vista frontal do painel onde foi montado o circuito de comando para o gerador atuar no
regime prime.
Fonte: Própria.
39
Figura 12 – Circuito de comando para gerador atuar no regime prime.
Fonte: Própria.
40
4.2.2 Circuito de comando para o gerador atuar em regime stand-by
O circuito de comando para o gerador atuar em regime stand-by foi montado
sobre MDP (Medium Density Particleboard) envernizada, contendo canaletas ao
redor e no centro, por onde foram passados os cabos de conexão. Os cabos são
flexíveis e foram identificados com anilhas. A conexão dos cabos nos contatores foi
feita através de conectores do tipo garfo. Entre as canaletas foram dispostos os
contatores, relés e disjuntor fixados por meio de trilhos.
O disjuntor utilizado para fazer a proteção foi do tipo DWM, ou seja, para
proteção de motores, com corrente nominal de 10 A.
Os contatores de força utilizados foram do tipo CWM, tripolares, 220 V,
60Hz.
O relé falta de fase é do tipo RPW FF. O relé de tempo é do tipo RTW de
60s.
As canaletas são do tipo abertas com dimensões 30x30x2000 mm. Os trilhos
são do tipo TS 35 mm, pré-galvanizado.
Os condutores utilizados nos controles são flexíveis com bitola 1,5 mm2. Os
conectores do tipo garfo são de 2,5 mm2.
Para fazer o acionamento do comando foi utilizado uma chave manopla 3
posições, podendo fazer a seleção para manual, automático ou desligado.
A figura 13 mostra o circuito de comando para o gerador atuar em regime
stand-by.
41
Figura 13 – Circuito de comando para gerador atuar no regime stand-by.
Fonte: Própria.
42
5 RESULTADOS
O objetivo deste trabalho, que era realizar o dimensionamento de um
gerador de energia com utilização da água, capaz de alimentar pequenas demandas
de energia, e desenvolver um circuito de comando para acionamento do grupo
gerador em regime prime, e outro para atuar em regime stand-by, foi alcançado.
Foram
realizados
testes
com
os
comandos,
comprovando
seu
funcionamento, através de simulações de situações reais. Para o comando que atua
no regime prime, foi programado no relógio programador, o horário para o gerador
assumir a carga, e o horário para as cargas retornarem à concessionária de energia.
Verificou-se que o comando atuou da maneira esperada nos horários programados.
Para o comando que atua no regime stand-by, foi simulada através da rede de
energia local a falta da mesma, fazendo com que o gerador fosse acionado neste
instante. Após simulação do retorno da energia, o gerador foi desligado. Desta forma
observou-se o correto funcionamento dos circuitos de comando.
A escolha dos componentes utilizados nos circuitos de comando foi feita
com base nos produtos disponíveis no mercado, e que são de fácil acesso,
possibilitando maior facilidade na manutenção, ou até mesmo na troca de algum
aparelho que possa ser danificado naturalmente com o uso. O custo do circuito de
comando para o gerador atuar no regime stand-by é de aproximadamente um mil e
quinhentos reais. O custo do circuito de comando para o gerador atuar no regime
prime é de aproximadamente um mil reais. O custo pode variar conforme a escolha
dos componentes que podem ser de outras marcas.
A escolha da turbina e do gerador foi feita com base na praticidade da
instalação e manutenção, que é feita pela própria empresa que vende tais
equipamentos. O custo da turbina com três rotores com gerador de potência 5 kVA é
de dezesseis mil e setecentos reais, conforme informado pela empresa Alterima, e
possui garantia de 5 anos.
O pleno funcionamento do projeto, incluindo o grupo gerador com o circuito
de comando, será verificado após a implementação da pequena central hidrelétrica
no Restaurante Caipirão, que ocorrerá após aprovação dos proprietários do local. No
entanto, verificou-se na prática o correto funcionamento dos circuitos de comando
através de simulações.
43
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
A demanda crescente de energia elétrica tem resultado em grande
preocupação nas autoridades em como suprir esta demanda. Os órgãos
governamentais de energia têm incentivado a construção de pequenas centrais
hidrelétricas, para suprir a necessidade de alguns locais, como meio de diminuir a
procura pela energia da concessionária. Além disso, a consciência das pessoas em
geral com relação ao ambiente, tem contribuído para a busca de métodos de
geração de energia que não agridam o mesmo. Desta forma, conclui-se que o
projeto apresentado neste trabalho está em harmonia com as necessidades atuais
na questão de geração de energia, uma vez que tem por objetivo a redução na
demanda de energia da concessionária local e, ao mesmo tempo, não causar dano
ao ambiente, por não apresentar necessidade de inundação de uma área, como
costuma ocorrer nas implantações de usinas hidrelétricas de médio e grande porte.
O custo do projeto, à primeira vista, parece alto; porém, o valor inicial da
instalação da pequena central hidrelétrica é coberto após algum tempo com a
economia referente à compra da energia da concessionária local, que deixa de ser
necessária.
Visto que no Brasil, a principal matriz de geração de energia é através do
potencial hídrico de nosso país, que é abundante, existe a possibilidade de
instalação de muitas outras centrais hidrelétricas de pequeno porte em diversos
lugares. Espera-se que este trabalho possa servir como incentivo para esta prática
que contribuirá com a natureza, sem deixar de incentivar o avanço da tecnologia.
44
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ABNT NBR 5117. Máquinas Síncronas – Especificação. Associação Brasileira de Normas
Técnicas, 1984.
ABNT NBR 5410. Instalações Elétricas em Baixa Tensão. Associação Brasileira de
Normas Técnicas, 2004.
ALTERIMA. Indústria de Geradores e Micro Usinas. Disponível em:
http://www.alterima.com.br/index.htm. Acesso em: 05/08/2010.
BONACORSO, N. G., NOLL, V. Automação Eletropneumática. 4 Ed. São Paulo: Érica,
2000.
ESHA. Guide on how to develop a small hidropower plant. Capítulo 6: Eletromechanical
Equipment. European Small Hydropower Association, 2004.
FILLIPO FILHO, G. Motor de Indução. São Paulo: Editora Érica Ltda, 2000.
HINRICHS, R. A.. KLEINBACH, M. Energia e Meio Ambiente. Tradução da 3 ed. Norteamericana. São Paulo:Thomson Learning, 2003.
SIMONE, G. A. Centrais e Aproveitamentos Hidrelétricos: Uma Introdução ao Estudo.
São Paulo: Editora Érica Ltda, 2000.
SOUZA, Z. FUCHS, R. D. SANTOS, A. H. M. Centrais Hidro e Termelétricas. São Paulo:
Editora Edgard Blücher Ltda, 1990.
WEG. Centro de Treinamento de Clientes. Módulo 4: Geração de Energia. tr_CTC241_P1, 2010.
45
APÊNDICES
46
APÊNDICE A1 – DIAGRAMA DO CIRCUITO DE COMANDO PARA O GERADOR
ATUAR EM REGIME PRIME
47
APÊNDICE A2 – DIAGRAMA DE FORÇA DO CIRCUITO DE COMANDO PARA O
GERADOR ATUAR EM REGIME PRIME
48
APÊNDICE A3 – DIAGRAMA DO CIRCUITO DE COMANDO PARA O GERADOR
ATUAR EM REGIME STAND-BY
49
APÊNDICE A4 – DIAGRAMA DE FORÇA DO CIRCUITO DE COMANDO PARA O
GERADOR ATUAR EM REGIME STAND-BY
50
APÊNDICE A5 – VISÃO GERAL DAS INSTALAÇÕES DO RESTAURANTE
CAIPIRÃO