ESTUDOS DE GRUPOS GERADORES DE PCHs ATRAVÉS DE UM LABORATÓRIO MÓVEL DE HIDRÁULICA

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1 ESTUDOS DE GRUPOS GERADORES DE PCHs ATRAVÉS DE UM LABORATÓRIO MÓVEL DE HIDRÁULICA Augusto Nelson Carvalho Viana e Mateus Ricardo Engenharia Hídrica do Instituto de Recursos Naturais da Universidade Federal de Itajubá (EHD-IRN-UNIFEI)

2 1. INTRODUÇÃO Importância dos Testes em Campo em Grupos Geradores Necessidade de se Criar Condições para os Ensaios de Campo PCHs Novas (teste de recepção-cláusulas contratuais); PCHs Antigas (Repotenciação); Altos Custos de Ensaios em Modelos Reduzidos. Utilizar Normas vigentes; Instrumentação Moderna e Sistema de Aquisição de Dados Funcional; Equipe Experiente e Bem Treinada.. OBJETIVOS O Grupo de Energia da UNIFEI e a ELETROBRÁS (PROCEL), com recursos do Programa das Nações Unidas-PNUD, idealizam uma Unidade Móvel dotada de instrumentação portátil para medidas hidráulicas e elétricas em sitemas hidroenergéticos (PCHs e Estações de Bombeamento). Este trabalho mostra o Laboratório Móvel e Aplicações em PCHs.

3 3. O LABORATÓRIO MÓVEL 3.1. Adaptação do Veículo

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5 Interior do LM

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8 3. O LABORATÓRIO MÓVEL 3.. Instrumentos e Equipamentos Medição de pressão Manômetros analógicos (Bourdon, de colunas de líquido em U ou piezométricos); Transdutores de pressão (pontuais e diferenciais de 4mA a 0mA); Calibradores de pressão. Manômetro de Bourdon e transdutor instalados na entrada da turbina de uma PCH

9 3...1 Medição de vazão em tubulações Pitot-Cole ptotal p est. v = k p..g. h R k p = 0,83 a 0,88 r r R 0 Q = v.da = π. v.r.dr A Ver Detalhe Ver Detalhe 1 Fluxo ptotal pest. Instalação em marcha do Pitot-Cole (D = 1,7m); Custo baixo; Limitação até 3m de diâmetro; Trabalho de escritório.

10 3...1 Medição de vazão em tubulações Ultra-som tempo de trânsito T/R A o D V S L S V S V e B T/R L Sistema emissor/receptor não intrusivo Menor trabalho de instalação; Custo Alto; Necessita de distância de acessórios; Limitação até 6m de diâmetro; Vazão de imediato e SAD.

11 3... Medição de vazão em canais MOLINETE TIPO OTT MOLINETE TIPO PRICE Eixo Horizontal Sensor Eixo Vertical Hélice Haste Retificador Haste Retificador Sensor Conchas n V Haste D n Método do Molinete BATIMETRIA I II III IV X [ m ] v [m / s] = a.n[rps] + b ØD 0 v [ m/s ] y [ m ] v [ m/s ] v [ m/s ] v [ m/s ] Levantamento de campo de campo e trabalho de escritório; Dependendo do molinete tem-se um custo alto. A [ m /s ] A I y [ m ] Fundo 1 A II A III A IV y [ m ] y [ m ] y [ m ] Q 3 1 = x v.da = y A v.dy dx A I AII AIII A IV S= o x o y v.dy.dx O Largura do canal X [ m ]

12 MEDIÇÃO DE VAZÃO EM CANAIS COM QLINER Utiliza o princípio do efeito Doppler. O equipamento calcula: A velocidade de escoamento; A profundidade do rio ou canal (realiza a batimetria e determina os perfis de velocidades) vazão ,, 3 sensores de 3 velocidade 4 - ecobatímetro

13 Canal de Fuga da PCH Luiz (4o ano de engenharia Hídrica)

14 3..3 Medição de Parâmetros Elétricos A Unidade Móvel está equipada com um moderno medidor de grandezas elétricas portátil Ligação nos TCs e TPs do Quadro de Comando e Proteção do Grupo Gerador 3 da PCH Luiz Dias (Itajubá-MG)

15 3..4 Equipamentos Topográficos e de Georreferenciamento 3..5 Acessórios e Equipamentos Complementares Relógio comparador digital a laser; Medidor de espessuras de tubos; Tacômetros óticos e termômetros; Walkie Talkies para comunicação da equipe; Máquina e filmadora digital; EPIs; Mini-oficina.

16 4. O SOFTWARE DESENVOLVIDO pm ρ.g Equacionamento ' p v v H 1 1 = (z1 z3) ρ.g g y x 1 3 NA Jusante v 1 = 4Q π.d 1 ; v 3 ' = 4Q π.d 3' z1 D1 3' D3' z3 Ph = ρ.g.q.h ρ = 1000,14 + 0,0094.t 0,0053.t Lab View e tela de supervisão e o SAD η GG [%] = η t [%] = P P el h Pel η.p G h

17 Potência kw APLICAÇÃO GRUPO GERADOR 3 PCH LUIZ DIAS 1,65; 46,8 1,65; 55,05; 54,46,05; 354 Potência X Vazão Pot Elétrica Pot hidráulica,58; 650,67,58; 490 3,35; 834,81 3,35; 646 1,50 1,70 1,90,10,30,50,70,90 3,10 3,30 3,50 Q (m3/s) P el = 646,00kW η GGmáx = 77,4% η Gmáx = 95% η t = 81,5% máx Rendimento % 85,0% 80,0% 75,0% 70,0% 65,0% 60,0% 55,0% 50,0% 55; 63,0% 55; 59,8% Q = Rendimento X Potência 354; 71,1% 3,35m 354; 67,5% Rendimento GG Rendimento Turbina 490; 79,3% / s 490; 75,3% 646; 81,5% 646; 77,4% Potência kw 3 H = 5,4m P h = 834,81kW

18 6. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES LABORATÓRIO MÓVEL DE HIDRÁULICA Solução para ensaios em: CENTRAIS HIDRELÉTRICAS E ESTAÇÕES DE BOMBEAMENTO RAPIDEZ NOS ENSAIOS FACILITA A LOGÍSTICA E TRABALHO EM LOCAIS DE DIFÍCIL ACESSO EQUIPE TREINADA RESULTADOS DENTRO DOS PADRÕES DE QUALIDADE EXIGIDOS

19 Agradecimentos ao MME e à ELETROBRÁS pelos Recursos augusto@unifei.edu.br mateus@unifei.edu.br