Upload
trandang
View
212
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 2
O Grupo Motogerador consiste de um ou mais motores alternativos decombustão interna utilizados para converter energia mecânica em energiaelétrica.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 3
O GMG contém todos os componentes utilizados para conectar o acionador primário ao gerador elétrico (caixa de redução, acoplamento, etc...) e quando aplicável os dispositivos de fixação (coxins, etc..)
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 4
Os mais utilizados são os GMGs ciclo Diesel de quatro tempos, sendo que autilização de ciclo Otto a gás natural vem sendo expandida ultimamente.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 6
Os motores alternativos utilizados como fonte primária podem ser de dois tipos:
motores de ignição por compressão - ciclo Diesel; e
motores de ignição por centelha elétrica - ciclo Otto
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 7
A maioria dos GMGs utilizados utilizam os motores IC operando com óleo diesel.
Esse combustível é recomendado para aplicações de emergência e standby.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 8
Combustíveis
Para um bom desempenho de partida e máxima vida útil do motor, recomenda-se o combustível diesel ASTM D975 Grau No. 2.
Para a utilização de outros graus de combustível diesel para diversos o distribuidor do fabricante do motor deverá ser consultado.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 9
Em motores ICE o combustível mais utilizado é o Gás Natural (GN) que pode
ser uma opção econômica caso haja disponibilidade local nas taxas de
vazão e pressão exigidos para operação.
Um suprimento de reserva de GLP combustível pode ser necessário para
sistemas de fornecimento de energia elétrica de emergência.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 10
A gasolina não é um combustível adequado para grupos geradores standby estacionários
devido à sua volatilidade e prazo de validade.
Vários estudos têm sido realizados em relação à utilização de Biodiesel e Etanol
Boletim ABNT – Volume 10 – 114 (2012)
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 11
qualidade do combustível;
consumo de combustível;
emissão de poluentes gasosos;
emissão de ruídos;
rotação de operação;
peso e dimensões;
características de curto-circuito do
gerador;
sistema de arrefecimento;
sistema de partida;
requisitos de manutenção;
cogeração.
Dependendo da aplicação do GMG os seguintes critérios, entre outros, são
importantes na seleção do acionador primário a ser utilizado:
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 12
Os geradores elétricos, também conhecidos como alternadores, podem ser de dois tipos:
síncronos; e
assíncronos.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 13
Os geradores síncronos são os mais utilizados em centrais terméletricas. Esse
tipo de gerador opera com velocidade de rotação constante e sincronizada
com a frequência da tensão elétrica alternada.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 14
Dependendo da aplicação do GMG os seguintes critérios, entre
outros, podem ser relevantes na seleção do alternador:
características de tensão durante partida e operação normal;
características de tensão em cargas repentinas;
comportamento em curto-circuito (elétrico e mecânico);
eficiência;
projeto do gerador e tipo de carcaça;
comportamento em operação paralela;
requisitos de manutenção.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 15
Equipamentos para controle, comutação, operação e monitoramento do
GMG devem ser parte dos sistemas associados controle e monitoramento.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 16
Os equipamentos auxiliares são itens adicionais àqueles já instalados no GMG e
são essenciais à operação segura do equipamento:
sistema de partida;
sistema de admissão;
sistema de exaustão;
sistema de arrefecimento;
sistema de combustível;
sistema auxiliar de energia.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 19
O modo de operação do GMG pode afetar certas características
importantes de desempenho (operação econômica e confiável e
requisitos de mantenabilidade) e devem ser consideradas na
seleção dos requisitos do grupo em conjunto entre fabricante e
consumidor.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 20
Operação contínua a carga constante é definida como a operação do GMG
sem limite e levando-se em conta o período de manutenção, onde a carga
elétrica aplicada é constante.
EXEMPLO: proporcionando carga base para ciclo combinado de potência e
calor.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 21
Operação contínua em carga variável é definida como a operação do GMG
sem limite de tempo, levando-se em conta o período de manutenção, onde
a carga elétrica aplicada é variável.
EXEMPLO: proporcionando energia elétrica em locais onde não há
disponibilidade de energia elétrica.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 22
Operação Limitada a Carga Constante é definida como operação em carga
constante dentro de limites de tempo definidos e com carga constante.
EXEMPLO: gerenciamento de cargas de pico onde um grupo motogerador
operando em paralelo proporciona suprimento de carga constante durante
períodos de consumo de pico.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 23
Operação Limitada a Carga Variável -Tempo limitado de operação com
carga variável.
EXEMPLO: proporcionar suporte básico em caso de falha no suprimento
principal de energia.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 24
Critério de Local
Uso Terrestre o uso terrestre compreende os GMGs fixos, transportáveis ou móveis utilizados em terra.
Uso Marítimo - são os GMGs utilizados embarcados em navios e instalações offshore.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 25
Operação singela: aplica-se aos GMGs, independente de sua configuração ou modo de
partida e controle, que operam como fonte exclusiva de potência elétrica.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 26
Operação em paralelo: aplica-se a conexão elétrica entre o GMG e outra fonte de potência
de energia elétrica com as mesmas características de tensão, frequência e fase de maneira
a dividir a demanda de carga.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 27
Operação em Paralelo com outro GMG
Neste tipo de operação um ou mais GMGs estão conectados eletricamente entre si e
trabalhando em sincronismo. Podem ser utilizados GMS com diferentes potências e
velocidades.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 28
Operação em Paralelo com a Rede
Neste tipo de operação um ou mais GMGs operam em paralelo e conectados à rede
principal de suprimento de energia.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 29
Operação em Paralelo com a Rede
Neste tipo de operação um ou mais GMGs operam em paralelo e conectados à rede
principal de suprimento de energia.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 31
Os modos de partida e controle envolvidos na operação dos
GMGs normalmente são as seguintes:
partida;
monitoramento;
ajuste de tensão e frequência a sincronização;
comutação;
parada.
Estes modos podem ser completamente ou parcialmente manuais ou automáticos.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 32
Operação Manual -aplica-se aos grupos que são iniciados e controlados
manualmente.
Operação Semi-Automática - aplica-se aos grupos em que algumas dessas funções
são iniciadas e controladas manualmente e que as restantes automaticamente.
Operação Automática - aplica-se aos grupos que são iniciados e controlados de
maneira completamente automática.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 33
Operação Manual -aplica-se aos grupos que são iniciados e controlados
manualmente.
Operação Semi-Automática - aplica-se aos grupos em que algumas dessas funções
são iniciadas e controladas manualmente e que as restantes automaticamente.
Operação Automática - aplica-se aos grupos que são iniciados e controlados de
maneira completamente automática.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 35
O tempo de partida é definido como o tempo decorrido entre o
instante em que aparece a demanda de potência e o momento em
que essa potência é disponibilizada.
O tempo de partida é normalmente especificado em segundos (s) e
deve cumprir o requisito para aquela aplicação particular em que o
grupo esteja sendo utilizado.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 36
Grupo Motogerador sem Tempo de Partida Não Especificado
É o tipo de GMG em que, devido as suas condições de operação, o tempo de partida
não é um requisito importante. Normalmente têm sua partida de modo manual.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 37
Grupo Motogerador com Tempo de Partida Especificado
É o tipo de GMG cujo tempo de partida é especificado. Esses grupos normalmente são
iniciados de maneira automática e podem ser classificados como:
Long-Break
Short-Break
No-Break
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 38
Long-Break
o tempo decorrido entre a falha no fornecimento de energia e a disponibilidade de
energia no GMG é relativamente alto. Nesse caso o GMG é iniciado de uma condição
estacionária após identificada a demanda de potência elétrica.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 39
Short-Break
nesse caso o GMG opera com geradores onde o fornecimento de potência elétrica é interrompido
por um tempo específico (normalmente milisegundos) enquanto a energia elétrica é comutada.
Um acumulador de energia mecânica é utilizado para acionar o gerador por um curto período e,
se necessário, para partir e acelerar o motor.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 40
No-Break
É um GMG que opera continuamente de maneira a garantir um fornecimento
ininterrupto de potência em caso de falha no fornecimento principal. Um acumulador
de energia mecânica é utilizado para acionar o gerador por um curto período e, se
necessário, para partir e acelerar o motor. Um pequeno desvio temporário de
frequência pode ocorrer na comutação.
.
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 42
São definidas quatro classes de desempenho de maneira a
cumprir os vários requisitos de fornecimento de energia:
G1
G2
G3
G4
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 43
Classe G1
classe de desempenho dos GMGs onde as cargas conectadas são aquelas onde
somente os parâmetros básicos de tensão e frequência precisam ser especificados
(aplicações de uso geral como iluminação e outras cargas elétricas simples);
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 44
Classe G2
aplica-se a GMGs onde as características de tensão são muito parecidas às do sistema
público de fornecimento. Em caso de mudanças de carga podem ocorrer desvios de
tensão e frequência temporários, mas dentro dos valores aceitáveis (sistemas de
iluminação, bombas, ventiladores, guindastes, etc...);
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 45
Classe G3
aplica-se a GMGs conectados a equipamentos que exigem severas demandas na
estabilidade e nível de frequência, tensão e formato de onda da energia fornecida
(telecomunicações e cargas controladas por tiristor);
Grupos Motogeradores
Prof. Dr. Ramón Silva - 2016 46
Classe G4
aplica-se a condições onde a demanda exige níveis de tensão,
frequência e formato de onda extremamente severas (equipamentos de
processamento de dados ou sistemas de computação).