Diretrizes para projetos de pch

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7.3 - 1

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7.3 - EQUIPAMENTOS ELETROMECÂNICOS 7.3.1 TURBINAS HIDRÁULICAS

DIRETRIZES PARA PROJETOS DE PCH p = no de pólos do gerador As velocidades de rotação comumente utilizadas na frequência de 60 Hz, são as constantes da Tabela 7.3.1. Tabela 7.3.1 - VELOCIDADE DE ROTAÇÃO No DE PÓLOS 4 ROTAÇÃO (rpm) 1.800 1.200 900 720 600 514,3 450 400 360 300 257,1 240 225 200

As turbinashidráulicas utilizadas nas PCH devem ser escolhidas de modo a se obter facilidade de operação e de manutenção, dando-se grande importância à sua robustez e confiabilidade, pois a te ndência é de que a usina seja operada no modo não assistido. Na escolha da turbina, deve-se analisar, além dos parâmetros técnicos e do seu preço, a capacidade de imediato atendimento, em caso de problemas durante ofuncionamento, e a disponibilidade para fornecimento de peças sobressalentes, por parte do fabricante. A escolha da velocidade de rotação da turbina depende da potência nominal, da altura de queda, do tipo de turbina e do tipo de gerador. As características referentes a cada turbina serão tratadas juntamente com o tipo específico da turbina, porém a influência do tipo de gerador na escolha davelocidade de rotação da unidade é enfocado de um modo abrangente para os diversos tipos de turbinas. São considerados três tipos de geradores : assíncrono, síncrono com multiplicador de velocidade e síncrono sem multiplicador. Para o gerador assíncrono ou para o síncrono sem multiplicador, a velocidade de rotação é a mesma para turbina e gerador e, sendo assim, deve-se procurar a velocidade síncrona maispróxima da calculada (conforme fórmulas típicas para cada tipo de turbina). Essa velocidade de rotação pode ser calculada pela relação n = 120.f / p onde :

6 8 10 12 14 16 18 20 24 28 30 32 36

Se a unidade possui multiplicador de velocidade, a velocidade de rotação calculada para a turbina deve ser mantida, mesmo que não seja uma velocidade síncrona. A correção para a velocidade síncrona, aser utilizada pelo gerador, será feita pelo multiplicador de velocidade, que aumentará seu valor, normalmente, para 1800 rpm, 1200 rpm ou 900 rpm. 7.3.1.1 Seleção do Tipo de Turbina A queda líquida (m) e a vazão de projeto por turbina (m3/s) são os parâmetros utilizados para a escolha preliminar do tipo de turbina, conforme gráfico da Figura 7.3.1. A potência (kW) estimada na saída pode serobtida da mesma figura, bastando interpolar os valores das linhas oblíquas.

n = velocidade de rotação síncrona em rpm f = freqüência da rede em Hertz

PROJETO DAS OBRAS CIVIS E DOS EQUIPAMENTOS - Equipamentos Eletromecânicos - Turbinas Hidráulicas

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DIRETRIZES PARA PROJETOS DE PCH

1000

100 Queda Líquida em m

12500 kW

5000 kW

10

1000 kW

500 kW

10.1 1 Vazão em m /s
3

10

100

Pelton Francis Kaplan S

Bulbo com Multiplicador Francis Caixa Aberta

ESCOLHA DO TIPO DE TURBINA

Figura 7.3.1

PROJETO DAS OBRAS CIVIS E DOS EQUIPAMENTOS - Equipamentos Eletromecânicos - Turbinas Hidráulicas

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A partir desses dados, é possível determinar a velocidade específica da turbina, fator importante para o seudimensionamento futuro, pela fórmula :

DIRETRIZES PARA PROJETOS DE PCH

Q H liq ηT ηG

vazão da turbina (m3/s); queda líquida (m); rendimento da turbina; rendimento do gerador.

nPn0,5 n s = 1, 25 H liq ns n Pn H liq

, onde:

velocidade específica da turbina; 7.3.1.2 Turbina Pelton velocidade de rotação da turbina (rpm); potência nominal da turbina (kW); queda líquida (m). Na faixa das PCH, aturbina Pelton, no âmbito destas Diretrizes, atende a quedas de 100 m a 500 m e potências de 500 a 12.500 kW. Em casos excepcionais a queda pode ir até 1000 m. Possui ótimas características de desempenho sob cargas parciais, funcionando suavemente e praticamente sem cavitação até 20% da carga nominal, e mesmo abaixo desse valor quando utilizado um maior número de jatos. Em geral, é escolhido o...
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