UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP

CAMPUS ALPHAVILLE

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

ENGENHARIA ELETRÔNICA INTERDISCIPLINAR 7º/8º Semestres

CURVA DE

CAPABILIDADE DE

GERADOR SÍNCRONO

COM TURBINA HIDRÁULICA

Abiezer Rocha Evangelho 548463-4 Fabiano Ruiz Ferreira A2132B-7 Flávio Natalino Lassie 431513-8 Manuela Nascimento A16EHF-6 Michael Kolmogoroff 972729-9

SANTANA DE PARNAÍBA – SP Dezembro de 2010

Objetivo

Este trabalho tem como objetivo o cálculo e plotagem de gráfico, para determinação dos limites e faixa ideal de trabalho de um gerador síncrono acionado por turbina hidráulica, a partir de dados e condições iniciais.

O gráfico gerado é conhecido como curva de capacidade ou capabilidade de gerador de energia elétrica.

Resumo

Curva de capacidade de gerador é o contorno de uma superfície no plano P x Q dentro do qual o carregamento da máquina síncrona pode ser feito de acordo com as suas limitações de operação em regime contínuo.

- As regiões S e S’ são pontos permitidos de operação do gerador, porém, a máquina não será plenamente utilizada; - As regiões S2 e S3 são pontos onde o limite de trabalho é violado, ou até, condições de trabalho inatingíveis. Somente em alguns casos, em curtos espaços de tempo, é possível o trabalho nessas regiões de sobrecarga; - Contorno S1: máquina plenamente utilizada.

Dados e condições iniciais

- S = 15MVA - FP = 0,92 - Vt = 7,2 kV - Vmín, adotado como 30% de Vt = 2,16 kV - Reatância síncrona Xs = 1,1Ω - Potência máxima = 15MW

Memorial de cálculo

Corrente nominal: Ia = S / Vt Ia = 15.000.000 / 7.200 = 2.083,33 A Determinação de Vmáx, graficamente:

Multiplicando os vetores do gráfico anterior, com exceção da corrente Ia, por Vt / Xs = 6.565,45, temos: (Vt x Vmáx) / Xs = 54.772.167,27 (este item determina a curva limite de campo) (Vt²) / Xs = 47.127.272,73 (este item determina a curva limite de armadura) Vt x Ia = 15.000.000 Determinação de algumas outras áreas limites do gráfico, que são restrições do sistema: Reta limite de estabilidade: reta vertical, com origem em O’, nesse caso, fora da região de aquecimento viável. Cálculo da curva de excitação mínima, que consiste num semi-círculo com centro em O’: Pmín = (Vt x Vmín) / Xs = 14.138.181,82. Novamente o valor não ficou dentro da área de aquecimento viável, portanto não restringe o sistema.

Pmáx.: reta horizontal, cruza o eixo P no valor dado inicialmente: 15MW. Coincide com a potência máxima do gráfico.

Plotagem do gráfico de Capabilidade de Gerador Síncrono

Abaixo, gráfico apenas com contorno de trabalho, pontos DAC:

Referências Syed A. Nasar, Máquinas Elétricas, Schaum; McGraw-Hill, 1984 Aula 19 – Material de apoio, Disciplina Sistemas de Energia Elétrica I, Portal de ensino aberto da Unicamp