XXVIII CENTRAIS HIDRELÉTRICAS

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1 Sumário Prefácio Simbologia V VII Capítulo 1 Energia Hidráulica Modelagem Sistema Equivalente Hidromecânico Hipóteses - Energias Potências Bruta e Disponível Energia Perdida no Sistema de Admissão Potências e Rendimentos Energia Hidráulica de um Rio, Potência e Energia Teórica Média Potência e Energia Teórica Média de Aproveitamento em Cascata Aplicação Exercícios Referências 15 Capítulo 2 Implantação de Centrais Hidrelétricas Classificação das Centrais Hidrelétricas Benefícios e Vantagens das PCH 2O 2.3 Geração Hidrelétrica Etapas para Implantação Interligação dos Estudos e Projeto Estudos Gerais Projeto - Especificações Tipos de Arranjos Centrais Hidrelétricas de Baixa Queda Centrais Hidrelétricas Maré Motriz Obras Civis Equipamentos Mecânicos e Hidromecânicos Equipamentos Elétricos Análise Econômico-Financeira 52

2 XXVIII CENTRAIS HIDRELÉTRICAS 2.9 Fluxogramas para Implantação Procedimento Geral para Elaboração do Projeto Básico de PCH Requisitos Gerais Memorial Descritivo Desenhos Exercícios, Referências 64 Capítulo 3 Estudo Hidrenergético Reservatórios Hidrologia Aplicada à Geração Introdução Levantamento e Disponibilidade de Dados Postos fluviométricos Apresentação dos dados Complementação de Séries Transposição de Vazões Caracterização Estatística das Vazões Fluviograma Curva de Duração de Vazões Períodos Crítico, Crítico de Ciclo Completo, Seco e Úmido Diagrama de Rippl Regularização de Vazões Vazões Extremas Níveis - Quedas Nível Máximo Normal Deplecionamento do Reservatório Nível da Água Normal de Montante Níveis da Água de [usante Quedas Algoritmo Aplicação Vazão de Projeto - Potências Campo de Funcionamento Benefícios - Custos Critérios de Motorização Critério da Vazão Firme Critério do Fator de Capacidade Critério da Maximização do Benefício Líquido Critério da Média- Variância 123

3 SUMÁRIO XXIX Estudos Complementares para a Motorização Efeito da Regularização Diária Técnicas de Simulação Potências - Energias Guia Prático para Avaliação Expedita de Potencial Hidráulico Objetivos - Conteúdo Base Teórica Roteiro Aplicação do Roteiro Comentários - Recomendações Exercícios Referências 147 Capítulo 4 Obras Civis - Equipamentos Hidromecânicos Barragens Conceitos - Tipos Condições de Carregamento Estabilidade Cálculo e Projeto Exemplo do Cálculo de Estabilidade de Barragem de Concreto Hipóteses Algoritmo Aplicação Extravasor (Vertedouro ) Tomada da Água Comportas Conceito - Classificação - Tipos Escolha do Tipo Cargas Base Teórica das Cargas Hidrostáticas Tipos de Carregamento Tensões Admissíveis Vazão Através da Comporta Conteúdo da Memória de Cálculo Aplicação Elementos fornecidos e fixados Tensão na chapa do paramento Cálculo das vigas horizontais Grade de Tomada da Água Características Cargas 204

4 xxx CENTRAIS HIDRELÉTRICAS Tipos de Carregamento Tensões Adrnissíveis Espaçamento entre Barras Verticais Vibrações Perda de Carga Custo Aplicação Elementos fornecidos e fixados Cálculo estrutural das barras verticais Cálculo estrutural das barras horizontais Análise de vibração Válvulas Conceito - Tipos - Nomenclatura Cargas - Dimensionamento Cargas Hidrostáticas Carga do Peso da Válvula, Carga de Aperto Carga do Contrapeso Vazão Desvio do Rio Considerações Altura de Ensecadeira Método de Recorrência Método Expedito Algoritmo Aplicação Outros Componentes Exercícios Referências 229 Capítulo 5 Sistema de Baixa Pressão Operação de CH Regime Transitório Golpe de Aríete Tempo Hidráulico do Conduto Comprimento Máximo do Conduto Forçado Canais Conceitos, Energia Cinética Velocidades 247

5 SUMÁRIO XXXI Equação Geral dos Canais Canais para CH Algoritmo : Aplicação Desarenador Características - Equacionamento Algoritmo Aplicação Câmara de Carga Conceitos - 'Objetivos Partida Brusca Parada Brusca Algoritmo Aplicação Comentários Conduto de Baixa Pressão Túnel Forçado de Seção Circular Chaminé de Equilíbrio Critérios - Dimensões Variações do Nível- Período de Oscilação Algoritmo Aplicação Exercícios Referências 269 Capítulo 6 Sistema de Alta Pressão Conduto Forçado Tipos e Limitações Diâmetro Algoritmo Aplicação Blocos de Apoio - Selas - e de Ancoragem Esquemas, Convenções e Distâncias Esquemas e Convenções Distância entre Selas de Concreto Distância entre Blocos Blocos de Apoio - Selas Características Forças Estabilidade 284

6 XXXII CENTRAIS HIDRELÉTRICAS Algoritmo Aplicação Blocos de Ancoragem Características Forças Estabilidade Algoritmo Aplicação Vibrações em Condutos Forçados Origem das Vibrações Modos de Vibração Cálculo das Vibrações em TH Frequência Natural de Vibração do Conduto Otimização de Condutos Forçados Exercícios, Referências 308 Capítulo 7 Grupos Geradores Tipos - Componentes Turbinas Hidráulicas - TH Classificação - Tipos Turbinas Hidráulicas de Ação Turbinas Hidráulicas com Rotor Francis Turbinas Hidráulicas com Rotor Axial Turbinas Hidráulicas Tubulares Conceito - Tipos Grupo Gerador S Grupo Gerador Bulbo Grupo Gerador Poço Grupo Gerador Straflo Turbinas Hidráulicas Cinéticas Equação Fundamental Rotação Específica Campo Operacional Altura de Sucção Rotação de Disparo Dimensões de Montagem " Dimensão característica Espirais Tubo de Sucção 341 l...\.1..~(;1:\1yo "Bulbo Volante 343

7 SUMÁRIO XXXIII Escolha do Tipo de TH Roteiro Aplicação Número de Grupos Geradores Critérios - Limitações Determinação Preliminar Algoritmo para Número de GG com Caixa Espiral Considerações e Limitações Algoritmo Aplicação Algoritmo para Número de Grupos Bulbos Considerações e Limitações : Algoritmo Aplicação Geradores Elétricos - GE Classificação - Tipos Características Gerais Análise Dimensional Especificação Mínima Potência Nominal Tensão Nominal Fator de Potência Nominal Reatância de Eixo Direto Rotação Nominal Características Físicas Arranjos de Montagens Graus de Proteção Circuitos de Refrigeração Sistemas de Excitação Dimensionamento das Fundações dos GE Especificações Adicionais Ensaios de Rotina Ensaios de Tipo Reguladores de Velocidade - RV Conceitos - Tipos : Características Reguladores de Tensão - RT Supervisão de CH Subestações Sistemas Auxiliares Exercícios Referências 395

8 XXXIV CENTRAIS HIDRELÉTRICAS Capítulo 8 Casa de Máquinas - Sistema de Descarga Casa de Máquinas Etapas - Fases Projeto Básico Dados Roteiro Sistema de Descarga Descarga das TH Descarga de Extravasores, Válvulas e Comportas Exercícios Referências 413 Capítulo 9 Apêndice Perdas de Energia Energia Específica Perdida nos Trechos Retos dos Condutos Energia Específica Perdida nas Singularidades Coeficientes de Perda Específica de Energia nas Singularidades Reservatório - Conduto Estreitamento e Alargamento Brusco Estreitamento e Alargamento Gradual Curva Circular com e < Curva Circular de Desvios Bifurcação com Cantos Vivos e Arredondados - Seções Circulares : Bifurcação com Redução e Reduções Simétricas - Seções Circulares Juntas de Dilatação Válvulas Grades Comissionamento de Centrais Hidrelétricas Introdução, Modelo Geral de Plano para Ensaio de Recepção Modelo de Plano para Ensaio de Recepção de TB Deterrnin.ação das Quedas Líquidas para TB Deterrnin.ação das Potências Hidráulicas para TB Deterrnin.ação dos Rendimentos no Eixo da TB Deterrnin.ação do Rendimento Ponderado da TB Relatório dos Ensaios de Cornissionamento de GB 446

9 SUMÁRIO xxxv 9.3 Roteiros para Estudos de Implantação Roteiro Geral Síntese Roteiro para PCH Diretrizes Gerais para Operação e Manutenção de PCH Diagnóstico e Providências Diretrizes e Recomendações para Manual de Operação Definições Necessidades Operação da PCH depois de parada de todas suas unidades Parada normal de uma unidade Parada normal de todas as unidades Parada de emergência de uma unidade Parada de emergência de todas as unidades Diretrizes e Recomendações para Manual de Manutenção Necessidades e Conteúdo Diretrizes Programação Referências 482