Sistemas elétricos de potência. Potencial hidráulico e energia produzida Operação de sistemas elétricos de potência

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1 Sistemas elétricos de potência Potencial hidráulico e energia produzida Operação de sistemas elétricos de potência

2 Potencial hidráulico e energia produzida A altura de queda disponível para um aproveitamento hidrelétrico Hd é dado pela fórmula ao lado, onde Hb é a altura bruta Hp são as perdas no cainho do fluxo da água Hd =Hb hp

3 Potencial hidráulico e energia produzida Perdas de carga na tomada de água (hp1)(m) C1: Velocidade da água na tomada de água(m/s) Q: Vazão da água(m³/s) S1: Secção transversal do escoamento(m²) hp1= C 2 1 2g C 1 = Q S 1

4 Potencial hidráulico e energia produzida Perdas de carga na linha adutora (hp2)(m/km) Fórmula de SCOBEY C2: Velocidade da água na linha adutora (m/s) K1: Constante da união dos dutos De: Diâmetro do duto adutor (cm) hp2= 410 K 1 C 2 1,9 De 1,1

5 Potencial hidráulico e energia produzida Perdas de carga na tubulação forçada (hp3)(m/km) C3: Velocidade da água na tubulação forçada(m/s) K1: Constante da união dos dutos Dt: Diâmetro da tubulação forçada(cm) hp2= 410 K 1 C 3 1,9 Dt 1,1

6 Potencial hidráulico e energia produzida Perdas de carga no difusor (hp4)(m) C4: Velocidade da água no difusor(m/s) hp4= C g

7 Potencial hidráulico e energia produzida Perdas de carga no canal de fuga (hp5)(m/km) Pode ser desprezada a não ser que este seja muito longo Utilizar a fórmula de SCOBEY hp5= 410 K 1 C 1,9 5 Df 1,1 C3: Velocidade da água no canal de fuga(m/s) K1: Constante da união dos dutos Df: Diâmetro do canal de fuga(cm)

8 Potencial hidráulico e energia produzida Altura efetiva Hd =Hb1 hp1 hp2 hp3 hp4 hp5 Potência efetiva do aproveitamento Pef = 103 Q Hd 102 Pef = 103 Q Hd 15 t t KW HP

9 Potencial hidráulico e energia produzida Potência elétrica g Pel=Pef g Pel: Potência elétrica no barramento : Rendimento total do alternador Energia anualmente produzida E=Pel 8760 fc E: Energia produzida fc: Fator de carga anual

10 Objetivos: Estabelecimento da entrada e retirada de unidades de geração Divisão da carga entre unidades de geração de uma mesma central ou entre centrais interligadas Estabelecimento em certos períodos de quais sejam as usinas de base e quais sejam as usinas de ponta Estabelecimento dos programas de manutenção das unidades geradoras, de uma usina ou de usinas diferentes interligadas Determinação do custo de produção de energia

11 Fatores: Fator de demanda Fator de carga Fator de utilização Fator de capacidade Fator de paralisação Fator de disponibilidade Fator de reserva Coeficiente de sobrecarga

12 Curvas características Curva de carga Curva de duração das demandas

13 Fator de demanda Potência media, durante o intervalo de 1 hora, medida por aparelho integrador em KWh/h Demanda máxima: é a maior demanda durante um período de tempo estudado Demanda mínima: é a menor demanda durante um período de tempo estudado Demanda média: é a quantidade de energia, em qualquer período de tempo, dividida por esse tempo

14 Fator de carga Relação entre a demanda média (MW medio) e a demanda máxima durante o período estudado fc= MW D máx

15 Fator de utilização Relação entre a demanda máxima e a capacidade nominal ou potência instalada da unidade geradora ou do sistema D máx fu= Capacidade nominal

16 Fator de capacidade Relação entre a demanda média no período e a capacidade nominal MW fcp= Capacidade nominal

17 Fator de paralisação Relação entre o somatório da capacidade nominal das unidades geradoras multiplicado pelo numero de horas de manutenção e o somatório da capacidade nominal da central multiplicado pelas horas de operação no período fp= capacidade nominal dasunidades Horas de manutenção Capacidade nominal da central Horas de operação

18 Fator de disponibilidade Diferença entre 100% e a soma dos fatores de capacidade e paralisação fd =100 fcp fp

19 Fator de reserva Relação entre a capacidade nominal e a demanda máxima É o inverso do fator de utilização A legislação brasileira determina que o fator de reserva deve ser 1,4 para centrais com uma unidade geradora 1,2 para centrais com 2 unidades fr= Cap. nominal D máx 1,15 para centrais com 3 unidades 1,1 para centrais com 4 ou mais unidades

20 Coeficiente de sobrecarga Relação entre a máxima potência com sobrecarga e a capacidade nominal Coef.de sobrecarga= Potência de sobrecarga Capacidade nominal

21 Coeficiente de sobrecarga Relação entre a máxima potência com sobrecarga e a capacidade nominal Coef.de sobrecarga= Potência de sobrecarga Capacidade nominal Com exceção dos fatores de demanda e de carga, os outros somente são utilizados no estudo de centrais geradoras

22 Curva de carga Representa a quantidade de potência disponibilizada no sistema Curva de carga de geração, quando é levantada para uma unidade geradora Curva de carga de consumo, quando é levantada para uma subestação ou sistema de distribuição A curva de carga apresenta uma forma típica com picos e vales

23 Curva de carga

24 Curva de duração das demandas Transformação da curva de carga Representa a demanda de forma acumulativa

25 Curva de duração de demandas

26 Referencias Carlos Cesar Doellinger. Apostila de sistemas elétricos de potência. CEFETES, 2008