Reforço de Potência Aproveitamento Hidroeléctrico de Vila Nova/Venda Nova. (Venda Nova II) Relatório de Visita de Estudo.

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1 ISEL INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELECTROTÉCNICA E AUTOMAÇÃO Reforço de Potência Aproveitamento Hidroeléctrico de Vila Nova/Venda Nova (Venda Nova II) Relatório de Visita de Estudo 3 Junho 2005 Secção de Sistemas de Energia Junho 2005

2 Índice 1. Objectivos 2. Enquadramento 3. Localização 4. Descrição da Central Hidroeléctrica Anexos 1. Contactos 2. Docentes do ISEL que acompanharam a visita 1

3 1. Objectivos Observar no local o funcionamento de uma grande central hidroeléctrica. Sensibilizar os alunos para a importância das centrais hidroeléctricas no diagrama de consumos a nível nacional. Reconhecer a complexidade dos sistemas existentes numa central, a nível eléctrico, hidráulico e civil. 2. Enquadramento A visita de estudo enquadrou-se nas disciplinas de Redes de Energia Eléctrica, Produção e Transporte de Energia e Protecções em Sistemas de Energia Eléctrica. 3. Localização A central hidroeléctrica da Venda Nova II situa-se na região norte do território continental português, no concelho de Vieira do Minho, distrito de Braga. Figura 1 Localização da central hidroeléctrica da Venda Nova II A central faz parte do sistema hidroeléctrico da bacia hidrográfica do rio Cávado, o qual é constituído por oito escalões: Alto Rabagão e Venda Nova, no Rio Rabagão, Alto Cávado, Paradela, Salamonde, Caniçada e Penide, no Rio Cávado e por último Vilarinho das Furnas no Rio Homem. 2

4 Figura 2 Esquema hidroeléctrico do sistema Cávado-Rabagão-Homem 4. Descrição da Central O empreendimento Venda Nova II é constituído por uma central subterrânea instalada a uma profundidade de 350 m e um circuito hidráulico em túnel, que liga as albufeiras de Venda Nova e Salamonde. De modo a aproveitar o desnível existente entre estas duas albufeiras, foi adoptado um esquema reversível, que permite turbinar a água da albufeira da Venda Nova para a de Salamonde e alternadamente, a bombagem, em sentido oposto, aproveitando os preços mais baixos da energia nas horas de vazio. Figura 3 Esquema hidroeléctrico da Central Componente Hidráulica O circuito hidráulico é constituído por um túnel de secção circular com aproximadamente 4,5 km de extensão e 6,3 de diâmetro, escavado em rocha granítica, o que permitiu não ser revestido, sendo somente betonado em zonas onde a rocha não oferecia as condições mínimas de segurança. 3

5 A tomada de água para turbinamento está situada na albufeira da Venda Nova, e é constituída por uma estrutura de admissão equipada com grades metálicas fixas, comporta de serviço e comporta ensecadeira. O túnel de admissão em pressão encaminha a água desde da tomada de água até à central. Tem um comprimento aproximado de 2,8 km e uma inclinação média de 14,8 %. Figura 4 Tomada de água para turbinamento Após o accionamento da turbina a água é encaminhada para a albufeira de Salamonde através do túnel de restituição, que tem aproximadamente 1,4 km de extensão e 2,1 % de inclinação média. A tomada de água para bombagem está situada na albufeira de Salamonde, e é constituída por uma estrutura de admissão subdividida em 3 vãos, estando cada um equipado com uma grade metálica amovível, havendo a hipótese de instalar uma comporta ensecadeira nas ranhuras da grade. Figura 5 Tomada de água para Bombagem A caverna da central tem cerca de 200 m extensão sendo o respectivo circuito hidráulico é delimitado por dois desarenadores, um a montante no túnel em carga, outro a jusante no túnel de restituição. A sua principal função é reter os sedimentos, impedindo-os assim entrar para o circuito hidráulico da central. Para que se processe a limpeza dos desarenadores será necessário proceder-se ao esvaziamento das galerias. Está equipada com dois grupos reversíveis iguais, de eixo vertical, constituídos por turbinas-bombas do tipo Francis, com as seguintes características principais: Turbinamento: - Queda útil média: 410 m - Caudal à queda média: 25 m 3 /s - Potência à queda média: 91 MW - Caudal máx. (422 m): 25,5 m 3 /s - Potência máx. (422 m): 97,1 MW Bombagem: - Potência máx.: 94,7 MW - Caudal máx.: 21,3 m 3 /s 4

6 O isolamento hidráulico de cada grupo é assegurado a montante por uma válvula esférica na conduta em carga, e a jusante por uma comporta do tipo vagão, em caixa estanque, no tubo de aspiração. O troço superior, que se desenvolve desde o desarenador a montante até às válvulas esféricas dos grupos é totalmente blindado, ao passo que o troço inferior, que se desenvolve desde as comportas dos tubos de aspiração até ao desarenador a jusante, é revestido a betão armado em toda a sua extensão. O circuito hidráulico possui ainda duas chaminés de equilíbrio, uma a montante da central e outra a jusante. A chaminé de equilíbrio superior está localizada no túnel de admissão em pressão a cerca de 450 m da central, e é constituída por uma câmara de expansão à superfície, que tem a forma de um reservatório circular em betão armado, e um poço vertical de ligação com secção circular. O poço tem uma profundidade aproximada de 410 m, sendo os primeiros 100 m, a partir da superfície, revestido a betão armado com um diâmetro de 5 m, e os restantes 310 m não revestidos Figura 6 - chaminé de com um diâmetro de 4,5 m. Equilíbrio superior A chaminé de equilíbrio inferior está localizada sobre o desarenador a jusante, e dispõe de duas câmaras subterrâneas, uma de alimentação e outra de expansão, ligadas com o túnel de restituição através de um poço vertical de secção circular, revestido, com 5 m de diâmetro e de 58 m de altura. A câmara de expansão tem arejamento através da galeria de ventilação e segurança da central, cujo comprimento é de 600 m e o diâmetro de 3,5 m. O acesso principal à zona da central é realizado através de um túnel, não revestido, com uma secção transversal com 8 m de altura, inclinação média de 11 % e extensão total de cerca de 1,5 km. Além deste túnel a zona da central têm uma segunda ligação com o exterior através da galeria de ventilação e segurança. 5

7 Componente Eléctrica Como já foi referido anteriormente a central está equipada com dois grupos reversíveis iguais, cujos alternadores-motores síncronos (podendo funcionar como compensadores síncronos), têm as seguintes características principais: - Potência nominal, como gerador: 106,4 MVA/grupo - Potência nominal, como motor: 94,7 MVA/grupo - Tensão Nominal: 12 KV - Corrente Nominal: 5,119 KA - Factor de potência: 0,9 - Frequência nominal: 50 Hz - Velocidade Síncrona: 600 rpm Figura 7 Excitratriz do grupo gerador A energia fornecida pelos grupos é transformada para a tensão de 150 kv através de transformadores de potência de 113 MVA e relação de transformação 12/165 kv com regulação de tomadas em vazio. Figura 8 Transformador de potência A ligação entre os transformadores de grupo e o posto de corte é efectuada por cabos de 150 kv, com isolamento de polietileno, instalados no interior de uma caixa de betão que se desenvolve ao longo da soleira do túnel de acesso à central. Figura 9 Junção dos cabos de 150kV O posto de corte é do tipo blindado, isolado a SF6 e estabelece a ligação da central de Venda Nova II à Rede Eléctrica nacional ao nível dos 150 kv. 6

8 Adjacente ao posto de corte, encontra-se um edifício de apoio que se destina à instalação do equipamento de ligação à rede local de distribuição a 15 kv para a alimentação dos serviços auxiliares da central. Este edifício destina-se igualmente a alojar os transformadores de potência associados aos serviços auxiliares atrás referidos, assim como o grupo de emergência a diesel com as seguintes características principais: - Potência nominal: 1 MVA - Tensão Nominal: 400/230 V - Corrente Nominal: 1443 A - Factor de potência: 0,8 - Velocidade Síncrona: 1500 rpm Figura 10 Grupo a Diesel 7

9 Anexos 1. Contactos Reforço de Potência Aproveitamento Hidroeléctrico de Vila Nova/Venda Nova (Venda Nova II) Morada: Central da Venda Nova II Tel. local: Contacto no local: Eng.º Manuel Oliveira 2. Docentes do ISEL que acompanharam a visita Eng.º Jorge de Sousa Coordenador da Secção de Sistemas de Energia Eng.º Moisés Antunes Docente da disciplina de Redes de Energia Eléctrica Eng.º João Lagarto Docente da disciplina de Redes de Energia Eléctrica Eng.º Fernando Matos Encarregado de trabalhos da Secção de Sistemas de Energia. 8

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