Universidade Federal de Santa Catarina Centro Tecnológico Departamento de Engenharia Mecânica Coordenadoria de Estágio do Curso de Engenharia Mecânica CEP 88040-970 - Florianópolis - SC - BRASIL www.emc.ufsc.br/estagiomecanica estagio@emc.ufsc.br RELATÓRIO DE ESTÁGIO 2/3 Período: de 24/09/2007 a 24/11/2007 REIVAX Automação e Controle Nome do aluno: Tiago Francisco Nome do supervisor: Fernando Amorim da Silveira Nome do orientador: Florianópolis, 24 de novembro de 2007
Índice Introdução...3 A REIVAX Automação e Controle...4 Política da empresa...4 Missão...4 Visão...5 Outras informações...5 Área de atuação na empresa...6 Departamento de Engenharia Equipe de Projeto Mecânico...6 Departamento Comercial Confecção de propostas técnicas...6 Sobre reguladores de velocidade...6 Atividades realizadas durante o período do estágio...7 Treinamento...7 Fornecimento de reguladores para turbinas Pelton...7 Política de viagens...7 Acumuladores de bexiga e ar-óleo...7 Atividades internas do Departamento de Engenharia Equipe Mecânica...8 Revisão do diagrama hidráulico e funcional elétrico da UH de teste...8 Catalogagem de peças e ferramentas...9 Revisão do manual de treinamento da engenharia...9 Reuniões de equipe...9 Confecção de planilhas de cálculo...10 Fornecimentos...10 F06013 Cuticucho COBEE...10 F07015 Coaracy Nunes - ELETRONORTE...10 F05040 Carabuco COBEE...11 F07019 PCH Salto Buriti ENERG...12 F07020 PCH Salto Curuá ENERG...12 F07046 SENS CGH RIO VERDE...12 F07054 PCH Caveiras CELESC...15 F07060 Botijlaca UG01 e UG02 COBEE...16 F07059 AES MINAS PCH...18 F07062 PCH Piedade MECAMIDI...20 Resumo das atividades...21 Discussões e conclusões...22 Estágio como parte do processo de formação profissional...22 A REIVAX como empresa concedente de estágio...22 Referências...24 Anexos...25 Reguladores de Velocidade...25
Introdução O presente relatório descreve as atividades realizadas durante o período de 24/07/2007 a 24/01/2008, referente ao estágio curricular obrigatório do curso de Engenharia Mecânica da UFSC. Conforme consta no item 8 do Programa de Atividades de Estágio, sobre as características do estágio, seu escopo segue a seguir: Estudo de reguladores de velocidade, estudo de atuadores eletrohidráulicos aplicados em reguladores de velocidade de turbinas hidráulicas, projeto e especificação de atuadores eletro-hidráulicos, testes e ensaios de desempenho de atuadores eletro-hidráulicos, projeto de mecanismos de regulação de turbinas hidráulicas.
A REIVAX Automação e Controle A REIVAX Automação e Controle, empresa genuinamente brasileira, iniciou suas atividades em abril de 1987 com um patrimônio fundamentalmente constituído pelo conhecimento tecnológico e a experiência de seus fundadores. A qualificação e especialização em Controle da Geração e Transmissão de Energia Elétrica eram suas principais credenciais para desenvolver estas atividades na área de Sistemas de Potência. Desenvolvedora de tecnologia própria para projeto e fabricação de sistemas de controle e regulação da geração, foi pioneira na aplicação de Controladores Micro-processados em Sistemas de Excitação de Geradores e Reguladores de Turbinas. A REIVAX Automação e Controle é especializada no projeto e fabricação de equipamentos de controle e supervisão de sistemas de geração e transmissão de energia elétrica (Reguladores de Velocidade e Tensão baseadas no mesmo hardware de controle). Possui larga experiência na modernização parcial ou total de sistemas de regulação de velocidade e sistemas de excitação e regulação de tensão adequando o sistema às necessidades do cliente. No ano de 2006, em estudo realizado pela parceria EXAME PME e a consultoria Deloitte, entre as empresas médias que mais crescem no Brasil, a REIVAX Automação e Controle figurou entre as TOP 15. A REIVAX Automação e Controle possui um Sistema de Gestão Integrado da Qualidade e do Meio Ambiente buscando melhorar continuamente a sua eficácia, de acordo com os requisitos da NBR ISO 9001:2000, e prevenir a poluição, conforme os requisitos da NBR ISO 14001:2004. Política da empresa "Aprender, criar e aplicar soluções tecnológicas inovadoras e rentáveis para o controle da geração de energia, atendendo ao mercado nacional e internacional, com respeito às necessidades do cliente, à legislação pertinente e ao meio-ambiente". Missão "Gerar soluções inovadoras e rentáveis para o controle da geração de energia".
Visão "Ser a referência na América Latina na modernização do controle da geração de energia, até 2008". Outras informações Principais segmentos atualmente com equipamentos REIVAX: Centrais Térmicas (Carvão, Óleo, Gás e Outras); Centrais Termonucleares; Centrais Hidráulicas de Grande e Médio Porte; Pequenas Centrais Hidráulicas (PCHs); Setor Sucroalcooleiro co-geração e geração independente; Setor Petroquímico geração independente; Setor Químico co-geração de energia; Setor Alimentício co-geração de energia; Controles de Grandes Motores Síncronos e Compensadores; Setor Siderúrgico; Setor de Mineração; Setor de Metalurgia; Conversora de Freqüência (60/50 Hz); Soluções Especiais para controle de Geração na Indústria (Cascata de Kramer). Equipamentos fornecidos: Sistema de Excitação e Regulação de Tensão RTX; Sistema de Regulação de Velocidade RVX; Regulador Integrado de Tensão e Velocidade RTVX; Estabilizador de Sistemas de Potência PWX; Regulador de Tensão Compacto RTX1000; Regulador de Velocidade Compacto RVX1000; Sistema Digital de Supervisão e Controle; Sincronizador Automático de Geradores SNX100; Soluções Especiais e Customizadas em Controle. Serviços prestados: Comissionamento de Reguladores; Registro de Sinais para Análise da Performance Dinâmica dos Modos de Controle; Identificação de Parâmetros e Validação de Modelos; Medição e Otimização dos Ajustes dos Reguladores; Estudos de desempenho transitório e dinâmico da rede elétrica; Projeto e Aplicação de Novas Leis de Controle; Estudos e Levantamentos para Modernização; Estudos e Especificação para Automação; Treinamento.
Área de atuação na empresa A atuação dentro do estágio se divide entre dois departamentos distintos (Engenharia e Comercial) conforme a divisão abaixo: Departamento de Engenharia Equipe de Projeto Mecânico Fornecimentos Projeto de mecanismos de regulação de turbinas hidráulicas; Projeto e especificação de atuadores eletro-hidráulicos; Testes e simulação de campo de atuadores eletro-hidráulicos; Projeto de sistemas eletro-hidráulicos de regulação de turbinas. Ensaios e testes Desenvolvimento de sistemas de teste, bancadas e simuladores; Ensaios de painéis de controle; Ensaios de unidades hidráulicas (inclusive de acessórios/componentes). Departamento Comercial Confecção de propostas técnicas Modelagem de sistemas mecânicos; Dimensionamento de servomotores e válvulas; Confecção de diagramas hidráulicos; Especificação de componentes e instrumentação; Cotação de peças, equipamentos e instrumentação. Sobre reguladores de velocidade Apesar dos estudos sobre controle, automação de componentes, hidráulica, entre outras áreas ligadas à regulação de velocidade, estarem bem avançados, com produtos já em mercado que agregam alta tecnologia (produtos de fabricantes como Bosch e Parker, entre outros), o mercado de geração de energia elétrica ainda utiliza conceitos que se consagraram e obtiveram bons resultados de longo prazo. Muitos destes avanços ainda são economicamente inviáveis, mas estão sendo incorporados nos projetos de maneira gradual. Esta postura do mercado pode ser verificada em projetos de empresas como General Electric e ABB, além da própria REIVAX. A REIVAX Automação e Controle possui tecnologia própria na área de regulação, investindo em pesquisa e desenvolvimento de novas tecnologias.
Atividades realizadas durante o período do estágio O período de estágio em questão neste relatório tem como destaque a primeira participação na instalação de um regulador de velocidade, que trouxe um aprendizado muito rico, especialmente por confrontar as realidades de projeto e instalação. Cabe também destacar a incorporação da rotina da empresa ao dia-a-dia e o constante amadurecimento nas atividades realizadas. Treinamento Fornecimento de reguladores para turbinas Pelton Ministrado pelo colaborador Edson Ávila Barreiros, o treinamento consistiu na apresentação de projetos da empresa para turbinas Pelton, visualizando as principais diferenças entre os reguladores antigos e os reguladores da REIVAX Automação e Controle. Parâmetros como o aumento da pressão e sua relação com a compactação dos equipamentos e o aproveitamento das estruturas já existentes foram apresentados, assim como detalhes sobre o fechamento dos defletores, injetores e sua influência na conservação do conduto. Política de viagens Ministrada pela colaboradora Andreia Soares Lima, o treinamento teve como pauta o repasse das políticas de viagem da empresa, conforme consta no SIX Sistema de Informação Reivax, para os novos e antigos colaboradores, onde além de sanar dúvidas, os participantes deram suas opiniões sobre possíveis mudanças. Após o treinamento foi confeccionado um relatório para repassar o conteúdo do treinamento para os demais membros da equipe de projeto mecânico. Acumuladores de bexiga e ar-óleo Ministrado pelo colaborador Fernando Amorim da Silveira, o treinamento abordou as características de dimensionamento e seleção de acumuladores de óleo dos tipos bexiga e ar-óleo, passando pelos seguintes tópicos:
- Aspectos construtivos; - Passos para dimensionamento de acumuladores de óleo; - Ciclos de armazenamento e dissipação de energia; - Principais falhas e sua detecção. Atividades internas do Departamento de Engenharia Equipe Mecânica Revisão do diagrama hidráulico e funcional elétrico da UH de teste Revisei o diagrama hidráulico e o funcional elétrico da unidade hidráulica de testes da empresa, sendo que não houve necessidade de realizar correções. Figura 1 Diagrama hidráulico da UH para testes
Figura 2 Funcional elétrico da UH para testes Catalogagem de peças e ferramentas Visando facilitar o trabalho da equipe mecânica com a organização dos seus materiais, cataloguei e identifiquei todas as suas peças e ferramentas, registrando os dados em planilha disponibilizada na área da equipe mecânica na intranet. Revisão do manual de treinamento da engenharia Para complementar o manual de treinamento da engenharia, coletei novas imagens, além de textos sobre o aproveitamento de energia eólica, térmica, nuclear, maremotriz, solar e conceitos como geração distribuída. Em breve os textos e imagens serão inseridos no manual. Reuniões de equipe Duas vezes por semana a equipe de projeto mecânico utiliza uma reunião de aproximadamente uma hora como principal ferramenta de comunicação entre os membros e entre a equipe e as informações gerais da empresa. Esta mesma reunião é utilizada para realizar capacitações dentro da equipe, conforme calendário estipulado previamente pelo supervisor.
Devido a viagens para comissionamento de produtos em usinas, em algumas das semanas do período em questão não houve reuniões. Confecção de planilhas de cálculo Visando agilizar o trabalho de dimensionamento nos projetos de sistemas hidráulicos, confeccionei planilhas de cálculo conforme os parâmetros trabalhados até agora nos projetos da empresa, considerando diferentes dados de entrada. Fornecimentos F06013 Cuticucho COBEE - Revisão do diagrama hidráulico e lista de materiais Para deixar o diagrama hidráulico livre de erros para o momento em que as modificações de campo forem enviadas para revisão. Revisei os diagramas hidráulicos, modificando pressões do sistema que haviam sido alteradas de maneira incorreta em revisões anteriores, a inversão de posição de uma válvula de acionamento e a conferência da lista de materiais das unidades geradoras 1, 2, 3 e 4. F07015 Coaracy Nunes - ELETRONORTE - Revisões - Diagrama hidráulico; Conforme retorno da ELETRONORTE, realizei as modificações solicitadas no documento para adequação às normas da mesma. - Lista de catálogos; Conforme retorno da ELETRONORTE, realizei as modificações solicitadas no documento para adequação às normas da mesma. - Lista de materiais sobressalentes; Conforme retorno da ELETRONORTE, realizei as modificações solicitadas no documento para adequação às normas da mesma. - Desenhos mecânicos dimensionais;
Conforme retorno da ELETRONORTE, realizei as modificações solicitadas no documento para adequação às normas da mesma. - Relatório de testes de sobrevelocidade Após a realização dos testes do pêndulo de sobrevelocidade, confeccionei um relatório seguindo as normas da empresa, onde constam todos os parâmetros utilizados e os resultados obtidos. - Teste das válvulas distribuidoras Juntamente com a Hydrus, instalei as válvulas distribuidoras na unidade hidráulica de testes, onde foram ensaiadas. Figura 3 Válvula distribuidora F05040 Carabuco COBEE - Acionamento elétrico para válvula borboleta Durante o trabalho de comissionamento do fornecimento, o cliente solicitou uma proposta para acionamento elétrico das válvulas gaveta. Com a intenção do departamento comercial de enviar a proposta dentro de apenas alguns dias, remodelei uma solução utilizada anteriormente em outro fornecimento, utilizando um atuador elétrico linear conforme especificações que foram repassadas da usina.
Figura 4 Acionamento elétrico para válvula borboleta F07019 PCH Salto Buriti ENERG - Instalação de válvula distribuidora para teste Para o teste da válvula proporcional do fornecimento por parte de um colaborador do Service, instalei-a na unidade hidráulica de testes, que ficou devidamente preparada. F07020 PCH Salto Curuá ENERG - Instalação de válvula distribuidora para teste Para o teste da válvula proporcional do fornecimento por parte de um colaborador do Service, instalei-a na unidade hidráulica de testes, que ficou devidamente preparada. F07046 SENS CGH RIO VERDE - Recebimento e conferência da unidade hidráulica;
No mês passado a UH do fornecimento chegou com defeitos de pintura (a unidade foi envolta em plástico bolha antes da tinta secar), sendo enviada novamente para a ECO SISTEMAS. Neste recebimento eu constatei que o problema já havia sido resolvido, estando a UH pronta para envio ao cliente. - Teste da Unidade Hidráulica; Primeiramente, instalei juntamente com um colaborador da equipe mecânica a UH com seus componentes hidráulicos e elétricos conforme diagrama funcional mecânico e funcional elétrico. Posteriormente testei os acionamentos da unidade e seu comportamento juntamente com colaboradores do departamento de Service. Durante os testes, alguns problemas foram encontrados, como a queima de uma proteção contra surto e erros do projeto elétrico, os quais foram comunicados para os responsáveis para a devida correção. Um vazamento no bloco do acumulador foi verificado, sendo que o componente foi trocado já em campo. - Comissionamento Para realizar a instalação de todos os equipamentos do fornecimento, eu e mais dois colaboradores nos dirigimos até a PCH, localizada no município de Benedito Novo. No primeiro dia, minhas atividades foram a desmontagem do sistema antigo, troca do bloco do acumulador, e fixação da unidade hidráulica. Com a troca do bloco do acumulador (que necessitava de uma conexão que não havia disponível no material levado para campo), foi constatada a necessidade de se deslocar até a cidade de Blumenau. No segundo dia, instalamos a tubulação de óleo, os cabos de alimentação e sensores do PUH, a roda dentada juntamente com o pick-up e o suporte do distribuidor. Figura 5 Sistema de medição de velocidade
No terceiro dia, a instalação da tubulação foi finalizada, assim como a fixação do servomotor do distribuidor. Para a instalação do servomotor da válvula borboleta, foi necessário realizar adaptações com chapas e ferramentas da própria PCH, além da constatação de que o concreto era inadequado para tal instalação. Como este acionamento não foi testado, pois o conduto estava cheio, não pode ser avaliada a resistência da sua fixação. Ao final do dia, os primeiros testes de pressurização e acionamento dos servomotores foram realizados, apontando um problema de vedação no filtro, que teve seu anel de vedação trocado. No quarto dia, o LVDT foi instalado, e novos testes de pressurização e de acionamentos foram realizados. Como o comissionador só viria no dia seguinte, todo o sistema foi re-analisado, as soldas foram reforçadas e o aperto das conexões novamente conferidos, assim como a pintura no local das soldas para evitar oxidação. Figura 6 Acionamento do distribuidor No quinto dia, já em conjunto com o comissionador, a máquina foi testada em vazio. Com a válvula borboleta ainda com o acionamento antigo, foram realizados também testes em carga, onde problemas de software foram identificados. O RVX1000 foi então trazido para a REIVAX, por onde passou por testes com colaboradores do Service. Com as correções, voltamos à usina no dia seguinte pela manhã, onde os testes realizados pelo comissionador duraram todo o dia e, assim como na sexta-feira, novos problemas foram identificados no RVX1000. Voltamos
para Florianópolis e nos dirigimos novamente para a PCH dois dias depois para finalizar a instalação. - Relatório de viagem Figura 7 Painel de controle durante comissionamento Após a volta do comissionamento, confeccionei um relatório contendo todas as atividades desenvolvidas durante o período, assim como um relatório de gastos financeiros. F07054 PCH Caveiras CELESC - Projeto das rodas dentadas e pick-ups Para avaliar a viabilidade da utilização da medição de velocidade através de rodas dentadas, projetei-as para as 4 unidades relativas ao fornecimento, assim como os respectivos suportes. Para enxugar os custos as rodas dentadas, fiz apenas dois dentes (e apenas 1 pickup) e devido à facilidade de instalação e falta de medidas, projetei os suportes de maneira a possibilitar variações em sua altura.
Figura 8 Instalação da roda dentada no eixo da máquina - Revisão dos diagramas funcionais elétricos Com o intuito de auxiliar a equipe de projeto elétrico e modelagem, revisei os diagramas elétricos funcionais do fornecimento e adeqüei seu layout aos padrões da empresa. - Teste dos transdutores de posição Testei juntamente com outro membro da equipe mecânica as ligações elétricas e a interação entre o posicionador magnético e o sinal de saída dos transdutores de posição que serão instalados na usina. F07060 Botijlaca UG01 e UG02 COBEE - Confecção das memórias de cálculo e diagramas hidráulicos Com a presença de um colaborador na Bolívia, o projeto foi acelerado para aproveitar o potencial de coletas mais precisas de dados em campo. Confeccionei então as memórias de cálculo e os diagramas hidráulicos de cada unidade. O diagrama hidráulico teve ainda uma segunda revisão,
onde foi incluída a lista de materiais e a modificação de alguns parâmetros do projeto, conforme características dos equipamentos selecionados. O diagrama foi então traduzido para espanhol. Figura 9 Diagrama hidráulico de uma unidade do fornecimento - Revisão do projeto de instalação dos atuadores A verificação dos desenhos mecânicos dimensionais da instalação dos atuadores apontou a necessidade de mudança e incrementação de alguns desenhos. Com isso, refiz os desenhos de instalação do atuador do injetor de uma máquina e a instalação dos transdutores de posição nos defletores das duas máquinas do fornecimento, além de revisar o layout dos documentos e tradução parcial para espanhol.
Figura 10 Montagem dos componentes do atuador do defletor F07059 AES MINAS PCH - Confecção das memórias de cálculo e diagramas hidráulicos; As 13 máquinas (6 usinas) foram analisadas juntamente com os dados de campo. Desta forma, confeccionei todas as memórias de cálculo, assim como os diagramas hidráulicos, dimensionando cada um dos componentes e o sistema como um todo. Além do acionamento dos distribuidores (em máquinas Francis) e dos injetores/defletores (em máquinas Pelton), o projeto contou com os acionamentos dos freios e das válvulas controladoras dos dutos de adução.
Figura 11 Diagrama hidráulico de uma das usinas do fornecimento - Revisão dos diagramas hidráulicos e inclusão das listas de materiais; Revisei todos os diagramas hidráulicos, incluindo a lista de materiais das unidades hidráulicas. - Seleção dos transdutores de pressão e chaves de nível; Para realizar a medição da temperatura dos mancais, medição de nível em montante e jusante, medição de pressão nos condutos, medição de nível dos poços e medição de temperatura dos estatores, selecionei os respectivos componentes e fiz sua conforme suas especificações e os parâmetros das usinas. - Projeto da instalação dos transdutores e instrumentos; Para cada um dos instrumentos acima mencionados, confeccionei os desenhos e lista de materiais para instalação, especificando todos os seus detalhes.
Figura 12 Instalação do transdutor de nível no poço de uma das usinas - Confecção da lista de materiais para instalação. Contemplando todos os materiais de instalação do fornecimento, desde os acionamentos hidráulicos, sua instalação, assim como a unidade hidráulica até o material referente à instalação dos componentes de medição e controle do sistema, confeccionei uma lista completa dos materiais utilizados, visando otimizar o tempo de instalação. F07062 PCH Piedade MECAMIDI - Reunião de abertura do fornecimento; Participei da reunião de abertura do fornecimento, onde o Check-list de abertura de fornecimento foi repassado, contemplando os principais dados para o projeto, assim como as datas dos principais marcos e o sistema de pagamento do cliente, visando tirar dúvidas relativas à parte mecânica aos participantes da reunião e levar as informações da reunião para a equipe de projeto mecânico. - Preenchimento dos documentos de especificação de design e de avaliação do projeto. Preenchi, como parte integrante dos procedimentos de gerenciamento dos fornecimentos, os documentos de especificação de design (onde constam os principais dados) e avaliação do projeto (onde constam as horas utilizadas para o projeto e o valor dos componentes utilizados, assim como o comparativo entre planejado e utilizado).
Resumo das atividades Treinamentos técnicos e organizacionais; Participação em fornecimentos, englobando todas as etapas do projeto mecânico; Participação em ensaios e testes, reforçando os conhecimentos teóricos e aplicando-os na prática; Realização de atividades de organização interna; Participação em um comissionamento.
Discussões e conclusões Estágio como parte do processo de formação profissional Assim como o aprendizado em sala de aula e a participação atividades como a empresa júnior, o AeroDesign, laboratórios e os trabalhos práticos do curso, o estágio curricular vem se firmando como um passo essencial no processo de formação profissional. O estágio curricular, em especial, desenvolve e reforça as habilidades necessárias para a profissão e propicia ao estagiário a oportunidade de colidir as experiências teóricas e práticas. As experiências em projetos e testes realizados na empresa têm sido muito gratificantes, trazendo rapidamente muitos conhecimentos e a familiaridade com a área. Durante o período de estágio, fazendo uma relação entre as atividades desenvolvidas e o aprendizado trazido do curso de engenharia mecânica, algumas questões ficaram evidentes: - A importância de trabalhos de projeto, como em casos de disciplinas como Geração e Distribuição de Vapor, Elementos de Máquinas II, entre outras. Estes trabalhos exercitam e fortalecem os conceitos teóricos, além de se assemelharem com atividades de projeto no mercado, estimulando o aluno a desenvolver soluções próprias e trabalhar com as limitações teóricas e particularidades de atividades práticas. - As poucas horas do curso dedicadas ao ensino de sistemas hidráulicos e pneumáticos, levando em consideração sua elevada aplicação no meio industrial. - Poucas atividades relacionadas com conhecimentos em elétrica e automação. Apesar da disciplina de Circuitos Eletrônicos Aplicados a Engenharia Mecânica, seus conceitos foram pouco utilizados no decorrer do curso. A REIVAX como empresa concedente de estágio No período de seleção de empresas para estágio, a REIVAX Automação e Controle foi indicada e muito bem conceituada por vários colegas do Centro Tecnológico da UFSC. Além deste fato, a empresa foi vencedora do Prêmio Catarinense das Melhores Práticas de Estágio de 2006, na
categoria média empresa. Estas qualificações foram confirmadas e ficaram evidentes no decorrer do período de estágio. A versatilidade exigida pelas funções desempenhadas pela Equipe de Projeto Mecânico dentro da empresa possibilita ao estagiário absorver muitos conhecimentos de áreas diversas, contribuindo profundamente para sua formação como um profissional mais completo. O aprendizado é ainda mais frutífero devido à qualidade da empresa e a competência dos seus colaboradores. Vale ressaltar a enorme disponibilidade dos colaboradores para tirar dúvidas, repassar experiências e orientar as atividades, que vem sendo muito importante neste processo de aprendizado.
Referências LINSINGEN, IRLAN VON. Fundamentos de Sistemas Hidráulicos. 2. Ed. Florianópolis: Editora da UFSC, 2003. PROVENZA, FRANCESCO. Projetista de Máquinas PROTEC. 1. Ed. São Paulo: Editora F. Provenza, 1960. MANNESMANN REXROTH. Princípios Básicos e Componentes da Tecnologia dos Fluidos. Volume 1. 2. Ed. Diadema: 1991. MANNESMANN REXROTH. Proyecto y Construcción de Equipos Hidráulicos. Volume 3. 1. Ed. 1988. SCHREIBER, GERHARD P. Usinas Hidrelétricas. Ed. Rio de Janeiro: Editora Edgard Blücher: 1977. FOX, ROBERT W.; McDONALD, ALAN T. Introdução à Mecânica dos Fluidos. 4. Ed. Rio de Janeiro: Editora LTC, 1998. DE NEGRI, VICTOR JULIANO. Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos. LASHIP - UFSC - Apostila. 1. Ed. Florianópolis: 2001. VOITH. Reguladores Eletro-Hidráulicos para Turbinas Hidráulicas. VOITH. REIVAX Automação e Controle. Manuais Internos e Memoriais de Cálculo. PALMIERI, ANTONIO CARLOS. Manual de Hidráulica Básica. Albarus. 8 Ed. São Paulo: 1991.
Anexos Reguladores de Velocidade O regulador de velocidade deve agir no sentido de fornecer uma rotação constante (na velocidade síncrona) durante a operação em regime permanente de um gerador síncrono. Durante o regime transitório, este atua no sentido de minimizar as variações de velocidade e freqüência, melhorando desta forma a estabilidade global de um sistema elétrico. É, no entanto, importante enfatizar que um bom projeto de um regulador de velocidade, associado aos ajustes adequados de seus controles, são fatores imprescindíveis para alcançar esta estabilidade. Mais especificamente, um regulador de velocidade deve ser capaz de: a) Manter a freqüência da máquina no valor definido pelo operador, ou manter uma determinada relação entre freqüência e potência ativa (estatismo) em toda região de operação; b) Manter a velocidade dentro dos limites aceitáveis de trabalho mesmo em rejeições de plena carga ou outros distúrbios severos no sistema de potência; c) Ser capaz de propiciar uma partida rápida e sem sobre-elevações na rotação; d) Ser capaz de responder, com desempenho adequado, aos comandos do operador ou sincronizador automático quando da sincronização da unidade com o sistema; e) Possuir razoável velocidade de resposta de maneira a corrigir as variações de freqüência impostas por variação de carga, geração ou por chaveamentos no sistema; f) Ser capaz de tomar carga de maneira linear e rápida de acordo com os comandos do operador, controlador conjunto ou controle de carga e freqüência, sem que para isto seja necessário degradar a regulação da malha de controle de velocidade; g) Ser capaz de limitar dinamicamente a máxima abertura do distribuidor, independentemente da eventual necessidade de aumento de potência mecânica que a malha de controle de velocidade impuser;
h) Ser capaz de conjugar abertura do distribuidor e roda, em função da queda bruta, em turbinas Kaplan, de modo a maximizar o rendimento; i) Ser capaz de conjugar agulha e defletor de forma a que o defletor seja inserido no menor tempo possível durante rejeições de carga em turbinas do tipo Pelton; Estas funções são as mais importantes. Há outras funções, com as quais o RV deve ser dotado, tal como proteção, alarme e sinalização. Modernização Na sua forma mais simples os reguladores de velocidade de turbinas hidráulicas incluem as seguintes partes: 1. Um sensor de velocidade e uma referência de velocidade; 2. Amplificadores do erro de velocidade; 3. Um ou mais servomotores para variar a posição do distribuidor da unidade. No passado, outras partes consistiam de dispositivos mecânicos ou oleodinâmicos. Recentemente, amplificadores magnéticos ou eletrônicos têm sido usados, tornando mais fácil o controle da abertura do distribuidor por outros sinais além da velocidade. O projeto do regulador de velocidade eletro-hidráulico vem sofrendo grandes mudanças com respeito ao regulador mecânico convencional, com as possibilidades advindas do uso de sinais elétricos sendo cada vez mais exploradas. Seria desejável desvincular o regulador propriamente dito dos atuadores, isto é, da parte de potência que executa os comandos e a que age sobre o distribuidor. Esta é a idéia fundamental da configuração moderna do regulador de velocidade. COMPOSIÇÃO DO REGULADOR DE VELOCIDADE O Regulador de Velocidade completo, na maior parte dos casos, é composto pelos seguintes componentes: Regulador Digital (Painel do Regulador Digital)
Painel de Operação (IHM - LCD) Controlador Lógico Programável Fontes de alimentação Amplificadores isoladores Amplificador de saída (para o transdutor eletro-hidráulico) Transdutor de Potência Relés auxiliares, opto-acopladores, disjuntores e régua de bornes Unidade Hidráulica com válvulas e transdutor(es) eletro-hidráulico(s) Acumulador Ar-óleo Compressor de Ar Dispositivo de detecção de velocidade (Sondas de rotação + roda dentada) Transdutor de Posição do Distribuidor Transdutor de Posição das Pás Kaplan (para turbinas Kaplan)