Curso de Manutenção de Curso de Manutenção de Curso de Manutenção de Curso de Manutenção de Curso de Manutenção de Curso de Manutenção de Curso de Manutenção de Curso de Manutenção de ferrovias ferrovias ferrovias ferrovias ferrovias ferrovias ferrovias ferrovias –––––––– Eletrotécnica IIEletrotécnica IIEletrotécnica IIEletrotécnica IIEletrotécnica IIEletrotécnica IIEletrotécnica IIEletrotécnica II

Grupo Motor GeradorGrupo Motor GeradorGrupo Motor GeradorGrupo Motor GeradorGrupo Motor GeradorGrupo Motor GeradorGrupo Motor GeradorGrupo Motor Gerador

Aula 01Aula 01Aula 01Aula 01Aula 01Aula 01Aula 01Aula 01

Conteúdo

1. Definição de grupo motor gerador 41.1. Acionamento de um grupo motor gerador. 51.2. Classificação segundo sua aplicação. 51.2. Classificação segundo sua aplicação. 51.3. Razões para o uso de grupo motor gerador (emergência e demanda). 52. Princípio de funcionamento dos geradores e dos motores 62.1. Definições de potência elétrica, consumo e rendimento 62.2. Geradores 82.3. Motores 202.4. Motor a Diesel. 212.5. Combustão no motor a diesel 232.6. Lubrificação do motor Diesel 242.6.1. Óleos, filtros e trocadores de calor 242.6.1. Óleos, filtros e trocadores de calor 242.7. Refrigeração (Arrefecimento) 252.8. Componentes elétricos 262.9. Potência do motor263. Princípio de funcionamento do grupo motor gerador. 303.1. Noções de operação dos grupos motores geradores. 30

Conteúdo

3.2. Acoplamento e alinhamento. 303.3. Componentes de supervisão e controle. 314. Instalação do grupo motor gerador. 324.1. Proteção contra o risco de contato 324.1. Proteção contra o risco de contato 324.2. Proteção do trabalhador no serviço de instalação 334.2.1. Procedimentos 334.3. Segurança 354.3.1. Situações de emergência 354.3.2. Equipamentos de Proteção 354.4. Vibração e ruído, arrefecimento e condições de correção das influências externas. 365. Manutenção de grupo motores geradores 365.1. Manutenção preventiva. 365.2. Proteção do gerador e procedimentos de segurança. 365.2. Proteção do gerador e procedimentos de segurança. 366. Considerações na Rede: 367. Telecomando386.1. Alarmes protocolos e sinalização. 388. Normas brasileiras relativas aos grupos motores geradores. 389. Bibliografia 39

Definição

Grupo Motor Gerador (GMG) é um equipamento quepossui um motores (Diesel, Gasolina ou Gás) dereconhecida performance, acoplado a um gerador dereconhecida performance, acoplado a um gerador demoderna tecnologia e montado sobre base metálica, comacionamento manual ou automático. Esse equipamentopode ser usado de forma singela ou em paralelo comoutros grupos geradores, formando usinas de até30MVA.30MVA.O GMG ,conta com proteção opcional contraintempéries, possuindo ou não, carenagem silenciada,sendo este, disponível tanto em unidades móveis comoestacionárias.

Definição

Grupo geradores são equipamentos que só mostram suautilidade nos momentos de falta de energia elétrica;

por isso muitas vezes sua manutenção é negligenciada;

Os gastos com manutenção não se comparam com oprejuízo mais sério por falta de revisão periódica.

GRUPOSGERADORES

GRUPO GERADORES

GRUPO GERADORES

Um GMG a diesel composto de:

- motor diesel;- base horizontal; - radiador; - radiador; - alternador de energia (gerador solteiro); - bateria; - painel manual de partida com frequencímetro; - voltímetro; - disjuntor; - horímetro; - horímetro; - medidor de temperatura; - tanque combustível; - purificador de ar; - cabine sonorizada com espuma anti-chamas.

Característica principal

A característica principal de um GMG é transformarenergia mecânica em energia elétrica, com voltagemestável independente da variação de carga e velocidade.estável independente da variação de carga e velocidade.A energia elétrica produzida pelo GMG é controladapor instrumentos de medições e diversas proteções, taiscomo fusíveis, disjuntores, contatores, chaves e o quadrode comando (HEIMER).

Acionamento de um grupo motor gerador.

Um gerador pode ser acionado por um motor, por umaturbina hidráulica (hidrogeradores), por uma turbina agás ou a vapor (turbogerador) ou por força eólica, entregás ou a vapor (turbogerador) ou por força eólica, entreoutros, produzindo uma corrente alternada (AC) oucorrente contínua (CC). O Grupo Motor Gerador, emparticular, é acionado por um motor de combustãomovido a diesel, gasolina ou gás.

Classificação segundo sua aplicação.

Segundo sua aplicação os GMGs podem ser:- Emergência: para suprir a falha da rede elétrica local;- Economia: substituir a rede elétrica local em horários- Economia: substituir a rede elétrica local em horáriossazonais;

Razões para o uso de grupo motor gerador.

- Para suprir energia em caso de falha no fornecimentoda concessionária;- Utilização em teatros, hospitais, shoppings, refinarias,- Utilização em teatros, hospitais, shoppings, refinarias,sistemas de telecomunicações;- Confiabilidade;- Tempo de entrada em operação;- Acionamento manual e automático;- Substituir a concessionária em horários de ponta;- Substituir a concessionária em horários de ponta;

Princípio de funcionamento dos geradores e dos motores,

Motores de geradores funcionam queimando combustíveldo mesmo jeito que o motor de um carro ou caminhãofaz. Esse motor acoplado a um alternador convertefaz. Esse motor acoplado a um alternador converteenergia mecânica em energia elétrica. Assim, nesse cursofaremos alguns comentários e explanações sobremotores e geradores de uma forma individual e emgrupo.

Definições de potência elétrica, consumo e rendimento

Normas

As normas que definem o desempenho e as potências dosmotores são as de origem europeia DIN 6270 e DIN6271, ou as de origem americanas, ISSO 8528, ISSO6271, ou as de origem americanas, ISSO 8528, ISSO3046, AS 2789 e SAE BS 5514. As normas brasileirasque tratam dos motores são: NBR 06396 e NBR05477. Essas normas definem parâmetros como, amaior potência efetiva continua limitada (não permitesobrecarga) e não limitada (permite sobrecarga de 10sobrecarga) e não limitada (permite sobrecarga de 10por cento durante uma hora a cada doze horas), comotambém indica como as potências e os consumos decombustíveis devem ser convertidos para condiçõesatmosféricas particulares.

Geradores

O gerador elementar foi inventado na Inglaterra em1831 por Michael Faraday. Este gerador consistia,basicamente, de um eletroímã que se movimenta dentrobasicamente, de um eletroímã que se movimenta dentrode uma espira, provocando o aparecimento de uma f.e.m.Essa movimentação é uma das formas de variaçãonecessária ao surgimento de tensão elétrica. A base físicadessa conversão eletromecânica de energia é a variaçãode fluxo magnético.de fluxo magnético.

O que é um gerador?

Gerador é um dispositivo utilizado para a conversãoda energia mecânica, química ou outra forma de energiaem energia elétrica.em energia elétrica.

Aspectos Gerais

Detalhes de Um Gerador

O que significa o 55/50 KVA?O que significa o 55/50 KVA?

O que significa o KVA e qual a diferença entre o KVA e o KW?

Unidades: Aac, Vac, Vcc, Hz ...

GMG – Grupo Motor Gerador

MotorGeradorGerador

Gerador

Os principais dispositivos que utilizam este princípiosão as máquinas rotativas, nas quais as tensões podemser geradas em enrolamentos ou grupos de bobinasser geradas em enrolamentos ou grupos de bobinasatravés de três formas básicas:- rotação mecânica dos enrolamentos num campomagnético;- campo magnético girante atravessando umenrolamento;enrolamento;- variação da relutância do circuito magnético devido arotação de uma das partes do circuito.

Gerador

Em qualquer destas formas, o fluxo concatenado comuma bobina específica varia ciclicamente gerando-seuma tensão.uma tensão.Três tipos de máquinas rotativas aparecem como maisimportantes:- Máquinas síncronas;- Máquinas de corrente contínua;- Máquinas de indução.- Máquinas de indução.Sendo elas motores ou geradores elétricos.

Gerador

- Estator – A carcaça é de aço calandrado e o pacotechapas com sue respectivo enrolamento encontram-sesobre suas nervuras;sobre suas nervuras;- Rotor – Acomoda o enrolamento de campo, cujos polossão formados por pacotes de chapas.- Estator e rotor da Excitatriz principal e diodosretificadores girantes e Excitatriz auxiliar e bobinaauxiliar;- Placa de identificação: dados nominais do gerador.- Placa de identificação: dados nominais do gerador.- Pintura: pintura de fundo, aplicada por imersão epintura final, acabamento, realizada após a montagemcompleta da máquina, ela consiste de uma demão deesmalte sintético aplicado com pistola.

Geradores

A grande maioria dos geradores é fornecida comterminais dos enrolamentos religáveis de modo apoderem pelo menos fornecer duas tensões diferentes. Ospoderem pelo menos fornecer duas tensões diferentes. Osprincipais tipos de religação de terminais de geradoresou motores assíncronos para o funcionamento em maisde uma tensão são:- Ligação série-paralela;- Ligação estrela-triângulo;- Ligação estrela-triângulo;

Geradores

- Geradores tipo telecomunicações segue asespecificações da norma TELEBRÁS, e são utilizadosem grupos diesel para centrais telefônicas, repetidoras,em grupos diesel para centrais telefônicas, repetidoras,sistemas de rádio, aeroportos e outras cargas críticas.Estes geradores não utilizam escovas, o que reduz a suamanutenção e não introduz interferência eletromagnética.

Geradores

- Geradores para uso naval são projetados e fabricadospara atender parâmetros e características técnicas deacordo com as normas afins.acordo com as normas afins.

Geradores

O Regulador de tensão é eletrônico e automático. Ele tempor objetivo manter a tensão constante, independente,das variações da carga. Retifica a tensão trifásicadas variações da carga. Retifica a tensão trifásicaproveniente da bobina auxiliar, do estator ou do TAP’sda armadura da máquina principal, levando-a atravésde um transistor de potência ao enrolamento de campoda excitatriz principal. Possui também circuitos deproteção para assegurar um controle confiável doproteção para assegurar um controle confiável dogerador.

Características do ambiente

O meio refrigerante, na maioria dos casos o ar ambiente,não deve ser superior a 40 graus, pois o enrolamentopode atingir temperaturas prejudiciais a sua isolação.pode atingir temperaturas prejudiciais a sua isolação.Os geradores que trabalham sujeitos a temperaturasinferiores a -20°°°°C apresentam os seguintes problemas:excessiva condensação e formação de gelo nos mancais,o que provoca o endurecimento das graxas comuns;

Características do ambiente

A altitude não deve ser superior a 1000m sobre o níveldo mar, acima dessa altitude, o gerador apresentaproblemas de aquecimento causado pela rarefação doproblemas de aquecimento causado pela rarefação doar e consequentemente a diminuição do seu poder dearrefecimento, que culmina na redução da potência.,Ambientes agressivos como estaleiro, instalaçõesportuárias, indústria química e petroquímica,necessitam de características especiais de acordo com asnecessitam de características especiais de acordo com asexigências estabelecidas pelas normas do setor.

Grau de proteção

Os invólucros dos equipamentos devem oferecer umdeterminado grau de proteção. O grau de proteção dosequipamentos elétricos são dados por meio das letrasequipamentos elétricos são dados por meio das letrascaracterísticas IP e dois algarismos.O primeiro algarismo indica o grau de proteção contra apenetração de corpos sólidos estranhos e contatoacidental.

- 0 – sem proteção;

- 1 – corpos estranhos com dimensão acima de 50mm;

- 2 – corpos estranhos com dimensão acima de 12mm;

- 4 – corpos estranhos com dimensão acima de 1mm;

- 5 – Proteção contra o acúmulo de poeiras.

Grau de proteção

- O segundo algarismo indica o grau de proteção contraa penetração de água no interior do gerador.

- 0 – sem proteção;- 0 – sem proteção;

- 1 – pingos de água na vertical;

- 2 – pingos de água até a inclinação de 15º com a vertical;

- 3 – pingos de água até a inclinação de 60º com a vertical;

- 4 – respingos de todas as direções;- 4 – respingos de todas as direções;

- 5 – jatos de todas as direções;

- 6 – água de vagalhões.

Grau de proteção

A qualificação do gerador em cada grau, no que serefere a cada um dos algarismos, é bem definida atravésde ensaios padronizados e não sujeita a duplasde ensaios padronizados e não sujeita a duplasinterpretações. Alguns tipos de proteção maisempregados em casos normais são: IP21, IP 23, P 54e IP55.Os geradores também devem atender uma norma emrelação a vibração das carcaças, dentro de três tipos derelação a vibração das carcaças, dentro de três tipos debalanceamento, norma, especial e reduzido. Osgeradores normalmente são balanceados no grau N.

O sistema de ventilação

- Aberto: quando o ar circula no interior do gerador econtato direto com as partes aquecidas que devem serresfriadas. Neste sistema o gerador apresenta umaresfriadas. Neste sistema o gerador apresenta umaproteção IP21 ou IP23 e possui um ventilador internoacoplado ao eixo, este por sua vez, aspira o ar ambientee ao passar pelas partes aquecidas é devolvido quenteao meio ambiente.- Fechado: quando não há troca de meio refrigerante- Fechado: quando não há troca de meio refrigerantecom o interior e o exterior da carcaça. A transferência decalor é toda feita na superfície externa do gerador.Podendo ser refrigerado através de trocador de calor ar-ar ou ar-água.

Potência nominal

é a potência que o gerador pode fornecer, dentro dascaracterísticas nominais, em regime contínuo. Em outraspalavras, é a potência para qual o gerador foipalavras, é a potência para qual o gerador foiprojetado para operação normal. Este conceito estáintimamente ligado à elevação de temperatura doenrolamento. O gerador pode acionar cargas de potênciabem acima de sua potência nominal, porém se essasobrecarga for excessiva, o aquecimento normal serásobrecarga for excessiva, o aquecimento normal seráultrapassado e o tempo de vida do gerador seráreduzido, ou até mesmo, queimar rapidamente.

Material isolante

O material isolante é afetado por vários fatores, comoumidade, vibração, ambientes corrosivos e outros, porémo mais importante é, sem dúvida, a temperatura deo mais importante é, sem dúvida, a temperatura detrabalho desse material. Um aumento de 8 a 10°°°°C natemperatura de isolação reduz a sua vida útil pelametade.

Isolação

A isolação deve ter uma temperatura de trabalho bemabaixo da temperatura de queima do material que acompõe, um excesso nessa temperatura, aumenta ocompõe, um excesso nessa temperatura, aumenta oenvelhecimento gradual e ressecamento desse material,contribuindo para perda do seu poder isolante.

A experiência mostra que a isolação tem uma duraçãoilimitada, se a sua temperatura for mantida abaixo de umcerto limite.certo limite.

Esse limite depende do tipo de material empregado.

Normalização dos materiais isolantes

os materiais isolantes e os sistemas de isolamento, sãoagrupados em classe de isolamento, cada qual definidapelo respectivo limite de temperatura. As classes depelo respectivo limite de temperatura. As classes deisolamento utilizadas em máquinas elétricas estãodispostas conforme NBR 7095 e são as seguintes:- Classe A (105°°°°C)- Classe E (120°°°°C)- Classe B (130°°°°C)- Classe B (130°°°°C)- Classe F (155°°°°C)- Classe H (180°°°°C)Em geradores as mais comuns são F e H.

Queda de tensão

Ao se aplicar a carga no gerador teremos subitamenteuma queda de tensão em seus terminais, essa quedadepende da reatância do gerador, da corrente, do fatordepende da reatância do gerador, da corrente, do fatorde potência da carga e do tipo de regulação. Os maioresproblemas com queda de tensão acontecem na partida demotores de indução.

Sobrecarga

Segundo as normas VDE 530 os geradores síncronosdevem fornecer 1,5 vezes a corrente nominal durante 15segundos. Neste caso, através de sua regulagem, deve-sesegundos. Neste caso, através de sua regulagem, deve-semanter a tensão muito próxima da nominal. Parautilização a bordo, esse tempo aumenta para 2 minutos.No caso da linha Telebrás a sobrecarga admissível é de1,1 vezes a corrente nominal durante 1 hora.

Proteção do gerador

- Geradores com regulagem de tensão independente dafrequência, acionados com rotações abaixo de 90% desua rotação nominal, durante um período prolongado,sua rotação nominal, durante um período prolongado,devem ser desligado;- Se o gerador estiver alimentando uma rede, e ocorrerum curto-circuito na mesma, e após o curto, se a tensãoda rede cair para 50% da nominal, o gerador deve serimediatamente desacoplado da rede.imediatamente desacoplado da rede.

Operação em paralelo

Durante um ciclo de operação de um gerador, ele podeser exigido, ora em sua potência nominal e ora emvalores menores que o nominal. Quando o gerador estávalores menores que o nominal. Quando o gerador estásendo pouco exigido, o seu rendimento e o da máquinaacionante caem. Por esse motivo, entre outros, podemosoptar pela operação em paralelo dos geradores.

Operação em paralelo

Para essa operação devemos observar:- A tensão do gerador seja igual a tensão da rede;- O ângulo de fase da tensão gerada pelo gerador deve- O ângulo de fase da tensão gerada pelo gerador devecorresponder a da rede;- As frequências dos sistemas devem ser praticamenteiguais;- A ordem da sequência de fases nos pontos a ligar deveser a mesma.ser a mesma.Operando em paralelo os geradores devem dividir acarga esta divisão é determinada pelas característicasdo regulador de velocidade da máquina primária.

FIMFIM