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 1/3 Período: de 02/09/2008 a 30/11/2008 REIVAX Automação e Controle Nome do aluno: Marcos Antônio Couto Neto Nome do supervisor: Fernando Amorim da Silveira Nome do orientador: Dr. Eng. Lauro César Nicolazzi Florianópolis, 01 de dezembro de 2008.
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 e integração à empresa...7 Apresentação aos departamentos da empresa...7 Apresentação e estudo do Manual de Integração...7 Treinamento sobre o SIX Sistema de Informação REIVAX...7 Estudo do material Reguladores Eletro-hidráulicos para Turbinas...8 Estudo e revisão do Manual da Engenharia...8 Curso de NR. 10 (norma regulamentadora para serviços com eletricidade)...9 Atividades internas do Departamento de Engenharia Equipe Mecânica...9 Teste de unidade hidráulica...9 Teste do dispositivo de sobrevelocidade...10 Válvulas de comando das adutoras...11 Válvula 4V...12 Válvula 3V...12 Fornecimentos...13 F03011 UHE Jaguara CEMIG...13 F07046 PCH Sens...15 F07015 UHE Coaracy Nunes Eletronorte...16 F07019 PCH Salto Buriti ENERG.17 F07019 PCH Salto Buriti ENERG...17 Propostas Técnicas...18 P08295 - Cipreses - Endesa....18 P08172 - RVX Energy - Curuá Una Eletronorte...21 P08237 PCH Piedade HIDROCONSULTA...23 Resumo das atividades...24 Discussões e conclusões...25 Estágio como parte do processo de formação profissional...25 A REIVAX como empresa concedente de estágio...25 Referências...27 Anexos...28 Reguladores de Velocidade...28
Introdução O presente relatório descreve as atividades realizadas durante o período de 02/09/2008 a 30/11/2008, 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; 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 pode ser dividido basicamente em duas partes: as 3 primeiras semanas e as demais. Durante as primeiras semanas, as atividades tiveram um foco muito grande em treinamento e em ambientação com a empresa e seus produtos. Apesar disto, já no segundo dia, responsabilidades de projeto foram recebidas, equilibrando as atividades e facilitando o entendimento do grande número de informações provenientes de experiências novas e a integração com o conteúdo aprendido em sala de aula. Nas semanas seguintes, as atividades de projeto para fornecimentos e a participação na confecção de propostas técnicas possibilitaram uma completa integração com o trabalho realizado pela área de engenharia, proporcionando uma visão geral da empresa e dos seus principais processos. Treinamento e integração à empresa Apresentação aos departamentos da empresa Os estagiários recém contratados são conduzidos em uma visita a todas as áreas da empresa, apresentando seus colaboradores e suas principais atividades. Apresentação e estudo do Manual de Integração Após a apresentação à empresa, um treinamento inicial do Manual de Integração da REIVAX foi conduzido pelo Departamento de Recursos Humanos, fornecendo as principais informações sobre o dia-a-dia de trabalho, como horários, regras internas, postura, siglas internas e externas, além da Missão, Visão e Declaração de Valores da instituição. Treinamento sobre o SIX Sistema de Informação REIVAX A REIVAX Automação e Controle possui um sistema integrado de informações, composto pelo SIX (Sistema de Informação REIVAX) e pela intranet. Os estagiários são submetidos a um treinamento sobre este sistema e sua importância para a empresa.
Estudo do material Reguladores Eletro-hidráulicos para Turbinas Estudo do material da VOITH sobre Reguladores Eletro-Hidráulicos para Turbinas Hidráulicas. Este material contempla os 4 tópicos a seguir: Parte I: Regulador Eletro-Hidráulico EHR 74 Funcionamento e composição da parte eletrônica do regulador Aparelhos externos Seqüências de comutação Valores característicos Comportamento dinâmico Parte II: Transdutor Eletro-Hidráulico a Amplificador Transdutores Eletro-Hidráulicos Amplificadores e regulação secundária Parte III: Alimentação de óleo sob pressão Noções básicas Tanque de pressão do regulador Tanque de óleo do regulador Bombas para o óleo do regulador Válvulas comutadoras Alimentação de ar comprimido Refrigeração e aquecimento de óleo Parte IV: Supervisão Fechamento de emergência Válvula de comutação para o fechamento de emergência Válvula de comando de pressão Controle de rotação Travamento do distribuidor Estudo e revisão do Manual da Engenharia Estudo e revisão do material de treinamento introdutório da área de engenharia, contemplando os seguintes tópicos: Formas de geração de energia Analogia entre sistema mecânico e elétrico Turbinas Usinas hidrelétricas Principais sistemas de Usinas Hidrelétricas
Anexo: Golpes de Aríete Curso de NR. 10 (norma regulamentadora para serviços com eletricidade) - Esta Norma Regulamentadora estabelece os requisitos e condições mínimas objetivando a implementação de medidas de controle e sistemas preventivos, de forma a garantir a segurança e a saúde dos trabalhadores que, direta ou indiretamente, interajam em instalações elétricas e serviços com eletricidade. Esta NR se aplica às fases de geração, transmissão, distribuição e consumo, incluindo as etapas de projeto, construção, montagem, operação, manutenção das instalações elétricas e quaisquer trabalhos realizados nas suas proximidades, observando-se as normas técnicas oficiais estabelecidas pelos órgãos competentes e, na ausência ou omissão destas, as normas internacionais cabíveis. Atividades internas do Departamento de Engenharia Equipe Mecânica Teste de unidade hidráulica Juntamente com outro membro da Equipe Mecânica da empresa, foi realizado um ensaio para verificação do funcionamento de uma unidade hidráulica utilizada para testes e a regulação dos seus equipamentos.
Figura 1 Unidade Hidráulica para testes Teste do dispositivo de sobrevelocidade A REIVAX possui uma bancada para testes de dispositivos de sobrevelocidade de turbinas. O dispositivo mecânico de proteção de sobrevelocidade é formado pelo pêndulo e pelo gatilho, que são atuados em função da rotação da turbina e têm como efeito comandar o fechamento do distribuidor, independente de comando elétrico. O pêndulo centrifugo é instalado no eixo da turbina, conforme a velocidade do grupo aumenta o pêndulo é projetado radialmente para fora do dispositivo devido o aumento da força centrípeta. Quando a rotação da máquina atinge um nível estabelecido de sobrevelocidade, o pêndulo é projetado para fora de modo que atinge o gatilho. O gatilho atua uma válvula hidráulica que comanda diretamente o fechamento do distribuidor. A chave de fim de curso atua como sinalização nos reles de proteção da turbina.
Figura 2 Gatilho do dispositivo de sobrevelocidade Figura 3 Pêndulo de sobrevelocidade Depois de instalada, dois sistemas com rodas dentadas foram simulados em suas rotações nominais e de sobrevelocidade (trabalho realizado para teste de um dos fornecimentos, em conjunto com o restante da equipe mecânica). Válvulas de comando das adutoras Devido à necessidade de automação de todos os controles das usinas hidroelétricas e ao cuidado com o meio ambiente, a Equipe de Projetos Mecânicos da Reivax desenvolveu válvulas de abertura e fechamento das adutoras elétricas e hidráulicas. Esta é uma necessidade, pois as adutoras são comandadas por pistões hidráulicos onde a força hidráulica vem da água e não do óleo, devido ao auto risco de contaminação dos rios com o óleo. Porêm todos os comandos das usinas são elétricos ou hidráulicos a óleo, tendo em vista isso, foram desenvolvidos dois sistemas.
Válvula 4V Um cilindro de dupla ação comanda tanto a abertura quanto o fechamento da válvula adutora, por isso é necessário que a válvula que comanda esse cilindro, que é movimentado pela água da represa, tenha quatro vias, uma para pressão, duas para as câmaras do cilindro e uma para tanque, isso faz com que, enquanto uma das câmaras do cilindro encha, a outra jogue o fluido para tanque. Figura 4 Válvula 4V com comando hidráulico. Válvula 3V Neste caso o cilindro que comanda a adutora tem simples ação, normalmente na abertura, e o fechamento é feito por mola ou pendulo, neste caso é necessário que a válvula de comando deste cilindro tenha apenas três vias, uma para pressão, outra que vai para o cilindro e a terceira para tanque.
Figura 5 Válvula 3V com comando elétrico. Fornecimentos F03011 UHE Jaguara CEMIG - Análise da perda de carga no sistema de suprimento de ar do acumulador; Como parte de um fornecimento para esta usina, que teve seu sistema de regulação modernizado com produtos REIVAX, foi realizada uma análise da perda de carga no sistema de suprimento de ar para o acumulador, com o intuito de descobrir se a alimentação atualmente instalada teria capacidade suficiente para suportar o sistema adicionado e dimensionar a válvula de reposição de ar do acumulador principal. Para análise da perda de carga foram utilizados conceitos de disciplinas como Mecânica dos Fluidos e principalmente de Geração e Distribuição de Vapor, onde um trabalho prático trazia o mesmo exercício (perda de carga
em tubulações), apenas com algumas mudanças inerentes ao fluido e às condições de operação. - Participação na pré-instalação do sistema de suprimento de ar do acumulador; Para facilitar a instalação do sistema em campo, ele foi montando e dividido em módulos. Figura 6 Controle de reposição de ar - Modelagem geométrica de componente e correções nas plantas da instalação do suprimento de ar. Figura 7 Planta do sistema
Algumas mudanças foram necessárias nos desenhos do projeto, sendo que um filtro tipo Y foi modelado geometricamente para incorporação na planta da instalação, assim como modificações na tubulação e a revisão de algumas folhas de desenhos. F07046 PCH Sens - Projeto do sistema de atuadores - Pré-dimensionamento do acumulador; Juntamente com outro membro da equipe de projeto mecânico, o acumulador ar/óleo do fornecimento foi pré-dimensionado através do trabalho de regulação e, conseqüentemente, do volume de óleo deslocado pelos servomotores. O acumulador ar/óleo é utilizado para manter o nível de pressão constante conforme sua variação ocorre em operação e será instalado juntamente com a unidade hidráulica. Para definir a capacidade do acumulador, este deve garantir que seu volume de óleo sob pressão garanta, neste caso específico, 2 cursos consecutivos do servomotor (F-A) com a bomba desligada, sendo que os valores da pressão devem ser mantidos entre a pressão nominal e a pressão mínima de operação. - Modelagem geométrica da instalação, dos componentes e peças mecânicas dos atuadores do regulador de velocidade. Através das medidas coletadas em campo, o sistema de geração de energia do fornecimento foi modelado geometricamente no software Auto CAD, possibilitando assim projetar o sistema de atuadores (que neste caso, irá controlar o distribuidor e a válvula borboleta do conduto). Pelo conhecimento dos principais parâmetros do regulador de velocidade mecânico atual, a força necessária para atuar o distribuidor era conhecida, assim como a força para acionar a válvula borboleta do conduto, através da queda d água e da vazão.
Figura 8 Atuação da válvula do conduto Desta forma, os servomotores foram selecionados em catálogo conforme a pressão de trabalho e área estabelecida para o sistema. Figura 9 Cilindro para atuação da válvula do conduto Utilizando conhecimentos da disciplina de Elementos de Máquinas I e o know-how existente na empresa, a fixação dos servomotores ao sistema foi também devidamente projetada. F07015 UHE Coaracy Nunes Eletronorte - Recebimento e conferência de peças
As peças mecânicas que chegaram dos fornecedores foram verificadas quanto às características do projeto. - Teste do dispositivo gatilho de sobrevelocidade O acionamento do dispositivo de sobrevelocidade foi instalado na unidade hidráulica de teste, ensaiando seu funcionamento e influências no sistema. - Montagem e teste do pêndulo de sobrevelocidade Os pêndulos de velocidade do fornecimento foram instalados na bancada e testados conforme suas características de funcionamento em campo, gerando uma curva de ajuste da mola conforme a rotação nominal e a de sobrevelocidade. Figura 10 Pêndulo de sobrevelocidade F07019 PCH Salto Buriti ENERG - Teste do transdutor de posição dos atuadores. Os transdutores de posição dos atuadores do fornecimento foram instalados e testados na unidade hidráulica para testes, executando suas funções normalmente. F07019 PCH Salto Buriti ENERG - Teste do Painel de controle da Unidade Hidráulica;
Juntamente com outros membros da equipe de projeto mecânico, o painel de controle da unidade hidráulica do fornecimento em questão foi testado em suas ligações e funcionalidades, utilizando na prática os conceitos das disciplinas de Fundamentos de Sistemas Hidráulicos e Pneumáticos e Circuitos Eletrônicos Aplicados a Engenharia Mecânica. - Teste da Unidade Hidráulica. Após o teste do painel, ele foi instalado na unidade hidráulica, sendo o sistema completo testado, entre instrumentos, e elementos da dinâmica do sistema, verificando algumas ligações elétricas fora da conformidade, corrigindo-as e realimentando o departamento de projetos. Propostas Técnicas P08295 - Cipreses - Endesa. De acordo com exigências do cliente, para que fosse aceita a proposta de venda do equipamento RTVX Power. O cabeamento não deveria fugir dos padrões da usina. Desta forma foi necessária a elaboração de uma planta do prédio, baseada em copias de plantas fornecidas pelo cliente e medições feita em loco por colaboradores da Reivax, com essas informações conseguiu-se montar uma maquete virtual do prédio e mostrar ao cliente que todo o cabeamento da instalação do novo equipamento passaria em eletro-dutos já existentes.
Figura 11 Maquete 3D virtual. Figura 12 Vistas e detalhe dos eletrodutos.
Figura 13 Detalhes dos painéis e eletrodutos. Figura 14 Detalhe das maquinas e eletrodutos.
P08172 - RVX Energy - Curuá Una - Eletronorte - Confecção da proposta técnica de modernização da usina (sistemas hidráulicos e mecânicos) Foi confeccionada a proposta técnica para 5 unidades da usina em questão, sendo as unidades 1, 2 e 3 de um único modelo, e 4 e 5 unidades mais recentes, com um sistema diferente. As usinas utilizam turbinas Pelton com dupla injeção. - Modelagem geométrica do sistema; Através das folhas de desenho do sistema de geração de energia advindas da usina, os sistemas onde serão instalados os atuadores foram modelados geometricamente com o software Auto CAD. - Projeto do sistema de atuadores; Atuadores foram projetados para o controle dos injetores, defletores, bypass, freios e válvulas borboleta do conduto de água. Cada um destes componentes, conforme sua construção, possuem áreas de contato com a água sob pressão de queda. Esta área, juntamente com o mecanismo de movimentação utilizado em cada componente, define a força que será realizada para seu acionamento. Esta mesma força foi dimensionada para o sistema de óleo sob pressão, definindo a área útil do servomotor, que é seu principal parâmetro de seleção. Com todos os servomotores selecionados e os sistemas onde haverá a instalação já modelados geometricamente, sua fixação e as peças para suporte e conexão foram projetadas. Figura 15 Acionamento do freio antigo
Figura 16 Acionamento do freio a ser instalado - Confecção do diagrama hidráulico e seleção de válvulas; Com todas as funcionalidades do sistema definidas, o diagrama hidráulico foi projetado conforme os sistemas normalmente utilizados pela empresa, realizando pequenas mudanças na disposição dos componentes para satisfazer este caso em específico. A partir do diagrama hidráulico e das vazões de óleo definidas pelos servomotores, todas as válvulas, acumuladores, bombas, filtros e demais componentes foram selecionados, conforme os parâmetros conhecidos e os catálogos dos fabricantes. - Cotação com fornecedores e pequenas mudanças. A partir da definição de todos os componentes do sistema de atuação, estes foram revisados e passaram para o processo de cotação com os fornecedores, que são divididos, neste caso, basicamente em fornecedores de peças mecânicas e fornecedores do sistema hidráulico. Todos os valores, juntamente com o projeto do sistema, foram inseridos na proposta comercial, que ainda está em processo de finalização para posterior apresentação ao cliente.
P08237 PCH Piedade HIDROCONSULTA - Cotação com fornecedores dos componentes para o sistema de abastecimento de água e ar comprimido. Tendo em vista fornecer projetos mais completos para seus clientes, uma proposta técnica está sendo estudada no sentido de ampliar a atuação da empresa, através do projeto de abastecimento de água e ar comprimido da usina. Com este intuito, todos os componentes do sistema atual foram levantados e passaram pelo processo de cotação. No momento os valores estão sendo estudados pelo responsável.
Resumo das atividades Treinamentos nas áreas de atuação do estágio na empresa e nas suas principais ferramentas; Estudo de materiais técnicos referentes às tecnologias utilizadas pela empresa; Participação em ensaios e testes, reforçando os conhecimentos teóricos e aplicando-os na prática; Participação em diversas atividades de projeto em fornecimentos; Participação em atividades de propostas técnicas;
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 até o momento na empresa foram 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 neste primeiro terço do 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)