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Actual - CPMI
Usina Vista Alegre
Sistema de Gerao de Energia Eltrica
Abril de 2010
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NDICE
1.
Introduo..........................................................................................................................
3
1.1. Destinao do
Curso...................................................................................................
3 1.2.
Apresentao..............................................................................................................
3
2. Teoria da Gerao de Energia Eltrica
.............................................................................
3 2.1. Introduo
...................................................................................................................
3 2.2. Curva de Operao do Gerador Sncrono
..................................................................
5
2.2.1. Gerador de Rotor com Polos
Lisos.......................................................................
5 2.2.2.
Concluses.........................................................................................................
14
2.3. O Estatismo (Droop) e a Compensao de
Reativos................................................ 15 2.3.1.
Introduo
..........................................................................................................
15 2.3.2. Conceituao da existncia do estatismo:
......................................................... 15 2.3.3.
Definio do estatismo / compensao de reativo
............................................. 17 2.3.4. Anlise do
efeito do estatismo em um sistema de potncia
............................... 18
2.4. Diviso de Carga
Iscrona........................................................................................
23 2.5. Controle de
Potncia.................................................................................................
24 2.6. Controladores
Modernos...........................................................................................
24
3. Sistema de Excitao
......................................................................................................
25 4. Sistemas de Regulao de Velocidade
...........................................................................
27
4.1. Regulador de Velocidade Woodward
505.................................................................
27 4.1.1. Regulador de Velocidade
...................................................................................
30 4.1.2. Setpoint de Velocidade Remoto
.........................................................................
31 4.1.3. Controlador Auxiliar
............................................................................................
31 4.1.4. Setpoint Auxiliar Remoto
....................................................................................
31 4.1.5. Diviso de
Carga................................................................................................
32 4.1.6. Regulador "CASCADE" (No usado para Vista Alegre)
..................................... 32 4.1.7. Setpoint CASCADE
Remoto
............................................................................
32 4.1.8. Limitador da Vlvula
...........................................................................................
33 4.1.9. Caractersticas de
Operao..............................................................................
33 4.1.10. Marcha Lenta / Nominal
...................................................................................
33 4.1.11. Seqncia de Partida Automtica
....................................................................
34 4.1.12. Contorno da Velocidade
Crtica........................................................................
34 4.1.13. Teclado e Display
.............................................................................................
35 4.1.14. Temporizador Watchdog / Falha da CPU Controle
.......................................... 37
5. Sistema de sincronismo e controle de carga (EGCP3 LS e EGCP3
MC) ....................... 38 5.1. Woodward EGCP3 LS
..............................................................................................
42 5.2. Woodward EGCP3 MC
.............................................................................................
52
6. Proteo Eltrica
.............................................................................................................
57 7. Diagrama Unifilar Geral
...................................................................................................
60
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1. Introduo
1.1. Destinao do Curso O presente curso destina-se aos
engenheiros, tcnicos e operadores que, pelas suas atribuies, atuem
ou se envolvam direta ou indiretamente na operao e na manuteno do
turbo-gerador e processo de co-gerao, com a concessionria, da Usina
Vista Alegre.
1.2. Apresentao O curso visa fornecer as informaes bsicas
necessrias para a execuo da operao e da manuteno eltrica dos painis
perifricos do turbo-gerador e da interligao com a concessionria. 2.
Teoria da Gerao de Energia Eltrica
2.1. Introduo
Em se tratando de energia eltrica, o consumidor tem duas
grandezas principais que definem a qualidade do fornecimento. So
elas, a freqncia e a tenso.
Essas grandezas devem ser mantidas dentro de certos limites
considerados como satisfatrios para que os equipamentos, a serem
alimentados, possam operar continuamente, sem que ocorram danos
devido a variaes de tenso e freqncia.
O regulador de velocidade da turbina se encarrega de controlar a
mquina de modo a fornecer a exata quantidade de energia que o
consumidor necessita, na freqncia desejada. Ele regula a potncia
(mecnica) e a freqncia.
J o regulador de tenso tem a tarefa de manter constante a tenso
do gerador.
O valor da tenso no ponto de consumo funo da cadeia de
transformao (transformadores) entre o gerador e o consumidor, mas a
tarefa de manter invarivel esta tenso, cabe aos reguladores de
tenso. Alm desta incumbncia, o regulador de tenso tem outra tarefa
importante. Deve ajudar a manter a estabilidade do gerador ligado
ao sistema.
Ao ocorrer um princpio de instabilidade, o regulador de tenso
deve fornecer uma resposta imediata e eficaz para combater a
instabilidade.
O gerador sncrono que fornece energia em regime comercial, deve
ser capaz de entregar ao consumidor o tipo de energia que este
necessita.
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As cargas que o gerador vai alimentar, podem ser classificadas
em trs tipos, de acordo com a corrente que necessitam:
- carga resistiva;
- carga indutiva;
- carga capacitiva.
Todas as cargas necessitam de certa parcela de corrente
resistiva, para atender sua demanda de potncia mecnica. Esta seria
ento a "potncia ativa". A potncia ativa fornecida pela turbina. O
gerador somente faz o "repasse" ao consumidor.
Mas alm da potncia ativa (mecnica), a carga ainda requer uma
parcela de "potncia reativa". Esta potncia reativa decorrente do
tipo de corrente que a carga requer, em adio corrente resistiva. A
potncia reativa no vem da turbina, ela fornecida pelo gerador. uma
potncia no mecnica.
Sob um ponto de vista prtico, podemos dizer que a carga, que
durante sua energizao recebe do gerador uma corrente em fase com a
tenso chamada de corrente resistiva.
Mas, devido sua natureza, quando puramente indutiva ou
capacitiva, a carga "desloca" a corrente, de um ngulo de 90. A
carga indutiva "desloca" para -90, de modo que a corrente fica 90
graus atrasada da tenso. A carga capacitiva "desloca" para +90,
resultando em corrente "adiantada" de 90 em relao tenso. A carga
resistiva no defasa a corrente.
Quando a carga no puramente indutiva ou puramente capacitiva,
porm com uma parcela indutiva ou capacitiva, ocorre uma defazagem
que tende a +/- 90, conforme a carga se torna mais indutiva ou
capacitiva ou tende a 0 quando a parcela indutiva ou capacitiva
pequena.
Existem conceitos tericos que explicam como e porque existe tal
defasagem; mas como esta teoria foge do assunto deste trabalho,
aceitemos os fatos expostos como postulados.
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2.2. Curva de Operao do Gerador Sncrono Durante a operao de um
gerador sncrono preciso conhecer os limites dentro do qual ele pode
ser usado de maneira segura. Estes limites sero ditados pela
potncia da turbina, excitao do campo, estabilidade de funcionamento
e condies trmicas do gerador. A considerao simultnea destes fatores
feita atravs do diagrama de cargas eltricas ou curva de operao do
gerador. Neste diagrama mostrada a rea dentro da qual o gerador
pode funcionar satisfatoriamente e as caractersticas de seu
funcionamento em cada ponto interno a esta rea. As informaes assim
obtidas so prontamente utilizveis para avaliao das condies de
operao da mquina.
2.2.1. Gerador de Rotor com Polos Lisos Existem geradores com
rotores de polos lisos (cilindricos) ou polos salientes. A curva de
capacidade ou capabilidade do gerador (curva de operao) um pouco
diferente para cada um desses tipos de geradores. Porm por
simplicidade vamos estudar somente o gerador com polos lisos.
2.2.1.1. Diagrama Vetorial da Mquina A base para a construo da
curva de operao o diagrama vetorial do gerador. A figura 1 mostra o
diagrama vetorial do gerador desprezando-se a sua resistncia de
armadura. A reatncia sncrona xd assumida a no saturada.
xd
Eo I
V
V
Eo
o A
C
xd.I
.P
.Q B
Figura 1
I
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Admitindo o gerador operando em paralelo com um sistema com
tenso e freqncia constantes, as potncias ativa e reativa por fase
so:
senIVQIVP..cos..
==
mas:
senEoIxdCB .cos.. == multiplicando ambos os membros desta equao
por V/xd:
senEoxdVIV .).(cos.. = ou seja, a potncia ativa por fase :
senEoxdVP ..)(= (1) e pode, a menos do fator de escala V/xd ser
medida pelo segmento CB . Por outro lado:
senIxdVEoAB ..cos. == multiplicando ambos os membros por
V/xd:
senIVVEoxdV ..)cos..( = ou seja, a potncia reativa por fase
:
)cos..()( VEoxdVQ = (2) e pode ser medida pelo segmento AB , a
menos do fator de escala V/xd. Desta forma, o segmento AC
representa a potncia aparente por fase, S, a menos do fator de
escala V/xd.
2.2.1.2. Operao com Potncia Ativa Constante e Excitao Varivel
Mantendo-se constante a potncia que a turbina fornece ao gerador, a
potncia eltrica que o gerador fornece carga tambm constante. Com a
variao da excitao, altera-se o fator de potncia com o qual esta
potncia fornecida. Em outras palavras pode-se desta forma alterar a
potncia reativa fornecida ao sistema mantendo-se inalterada a
potncia ativa. Por outro lado, o aumento da corrente de excitao
corresponde a um aumento do fluxo de magnetizao da mquina, com o
correspondente aumento da f.e.m. induzida em vazio.
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A fig. 2 representa o diagrama vetorial de um gerador sncrono
para diferentes excitaes (mantendo-se a potncia ativa constante).
Uma vez que a potncia ativa permanece inalterada os segmentos CB .
para cada condio de excitao ( "", BCBC ), tem sempre o mesmo
comprimento e esto compreendidos entre as retas mn e pq. A ponta do
vetor Eo, o qual proporcional corrente de excitao, percorre a reta
pq. O ngulo de carga () varia a fim de se ajustar ao valor de Eo.
conforme a equao 1. Com = 90o eltricos correspondente ao limite
terico de estabilidade esttica, atinge-se o mnimo valor para Eo.
Excitaes menores no garantem mais a transferncia desta potncia da
turbina.
A fig. 3 mostra a variao senoidal da potncia ativa com o ngulo .
para diferentes condies de excitao da mquina. A medida que cresce a
excitao (cresce o fluxo). menor o ngulo de potncia necessrio
transferncia de uma determinada potncia ativa. Em outras palavras,
a mquina com maior fluxo, potencialmente mais apta para transferir
o conjugado eletro-magntico. Entretanto. valores elevados de f.e.m.
interna (ou seja, valores elevados de fluxos de magnetizao)
pressupem valores correspondentemente altos de corrente de excitao.
Desta forma, infere-se que a faixa de valores de f.e.m. interna.
para uma dada potncia ativa, encontra-se entre dois limites: um
valor mnimo. abaixo do qual o sincronismo perdido; um valor mximo,
ditado pela mxima corrente de excitao que o enrolamento de campo
pode suportar sem aquecimento excessivo. Na prtica. o menor valor
de f.e.m. em vazio permitido no aquele correspondente a = 90o
eltricos, pois isto significaria permitir um funcionamento da
mquina em condies bastante criticas.
rt
p
m0 A B
C
Eo
B
C
Eo
q
n
s
C
B
II
I
u Figura 2
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Qualquer variao da carga acarretaria imediata perda de
sincronismo. A fim de manter uma certa reserva para uma eventual
variao de carga, comum utilizar-se um ngulo de potncia mximo de 70o
eltricos, por exemplo. Para a f.e.m. variando entre os limites
permissveis acima descritos, a fig. 2 mostra os correspondentes
valores da corrente da armadura, I. Como a potncia ativa cedida
pela mquina constante, o produto I.cos., tambm constante, e a ponta
dos vetores que representam a corrente do armadura percorre a reta
rs. A partir da condio de mnima excitao (fator de potncia
capacitivo), a corrente atinge um valor mnimo com o aumento da
excitao (fator de potncia unitrio), voltando a crescer at o valor
mximo da excitao (fator de potncia indutivo). As condies acima so
vlidas para cada potncia fixa da turbina e podem ser resumidas no
conhecido diagrama das curvas em .V. (fig. 4).
90 eltricos
P
___CB
0
` `
Figura 3
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possvel que para alguns valores mximos de excitao correspondam
correntes de armaduras inaceitveis, pelo aquecimento que elas
produziriam no estator. Desta forma um limite superior indireto
para excitao deve ser estabelecido.
I Limite de estabilidade
Cos cap. Cos ind.
iexcFigura 4
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2.2.1.3. Operao com Potncia Aparente Constante e Excitao Varivel
O diagrama da fig. 5 mostra a situao na qual a excitao e a potncia
ativa so variveis permanecendo constante a potncia aparente.
Conforme apresentado no Item 2.2.1.1. (Diagrama vetorial da
mquina), o segmento AC proporcional potncia aparente S. Portanto, o
lugar geomtrico dos pontos de S = constante, a circunferncia de
raio AC. Dependendo do valor da excitao (e. portanto, do valor da
f.e.m. interna Eo), o gerador poder fornecer maior ou menor
quantidade de reativos linha. Para cada potncia aparente
considerada, uma circunferncia correspondente pode ser traada no
diagrama da fig. 5. A circunferncia de maior raio permissvel aquela
correspondente a mxima corrente admissvel nos enrolamentos da
mquina, isto , a corrente que impe ao enrolamento da armadura a
sobre-elevao de temperatura para a qual ele foi projetado.
C
A B
Eo
0 V
I
Figura 5
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2.2.1.4. Operao com Excitao Constante e Potncia Ativa Varivel
Sempre ligado uma linha de tenso e freqncia constantes (em paralelo
com o sistema interligado), agora o gerador opera com uma corrente
de excitao fixa e com a potncia mecnica fornecida pela turbina,
variando. No diagrama vetorial, o lugar geomtrico da extremidade do
vetor Eo uma circunferncia com centro no ponto 0 (fig. 6). Para um
gerador, de Interesse apenas o arco da circunferncia correspondente
a 0 900 eltricos Neste intervalo a potncia eltrica ativa fornecida
pelo gerador varia senoidalmente com o ngulo de potncia (). de
acordo com a equao 1, conforme pode ser visto na fig. 2. No
diagrama da fig. 6, o segmento CB proporcional potncia ativa, indo
de zero ( = 0) at a potncia mxima BC , correspondente ao limite
terico de estabilidade esttica ( = 90o eltricos). Neste ponto o
gerador estar operando sob o fator de potncia capacitivo ('), com
uma corrente I'. O segmento AB indica a potncia reativa capacitiva,
conforme equao 2. Para um valor particular da potncia mecnica que a
turbina fornece ao gerador, tem-se a corrente em fase com a tenso.
Nesta condio, de fator de potncia unitrio, toda esta potncia estar
sendo fornecida carga do gerador como potncia ativa ( AB = 0).
C`
0
I
V A
C
B
Xd.I
Eo
Eo`
Xd.I`
I`
`
`
Limite de estabilidade
Figura 6
B
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2.2.1.5. Diagrama de Operao do Gerador O diagrama de operao tem
por base a considerao simultnea dos diagramas apresentados
anteriormente (resultando a fig. 7). As circunferncias
correspondentes s f.e.m. Eo constantes, so concntricas com O. As
circunferncias correspondentes potncias aparentes constantes. so
concntricas com A. Os diagramas de operao so geralmente construdos
em valores p.u. A calibrao da escala de potncia pode ser feita
atravs da potncia aparente para mquina com excitao nula. Desta
forma, OA= V2/xd.= 1/xd. Ou seja, em valor p.u. para potncia
reativa Q = 1/Xd, coincide com o comprimento do segmento OA . Com
Isto, os eixos da potncia ativa e da potncia reativa podem ser
calibrados. O ponto de funcionamento nominal da mquina definido
pela sua potncia aparente e pelo fator de potncia. A circunferncia
com centro em A que passa por este ponto, define o lugar geomtrico
das pontas dos vetores proporcionais potncia aparente nominal (e
portanto, corrente nominal). Conseqentemente, esta circunferncia
est relacionada com a perda Joule nos enrolamentos do estator para
a qual a mquina foi dimensionada. No ponto p, esta circunferncia
cruza com aquela relativa mxima excitao e, portanto, relacionada
com o aquecimento provocado pela mxima corrente admissvel no rotor
(arco pq). A partir do ponto O (correspondente a 1/xd ) a reta z
define ao limite terIco de estabilidade terico. No entanto,
permitir que a mquina funcione neste ponto, significa no ter
nenhuma reserva para uma eventual variao de carga. Por Isso comum
utilizar-se um ngulo de potncia mximo de, por exemplo, 70o
eltricos. A reta rs, a qual leva em conta esta precauo, o limite
prtico de estabilidade. Finalmente, admitindo-se uma excitao mnima
para o gerador, a curva completada pelo arco ut. Cada ponto define
tambm a potncia ativa e reativa cedida pelo gerador e a potncia
mecnica e excitao necessrias. A reta mn corresponde potncia mecnica
necessria para o funcionamento nas condies nominais e pode tambm
determinar um limite para atuao do gerador, se for a mxima potncia
da turbina. A curva t u s m n p q a curva de operao do gerador. A
rea delimitada por essa curva e o eixo dos x a regio de
funcionamento normal do gerador. Qualquer ponto no interior dessa
regio define uma condio de funcionamento estvel e com aquecimento
tolervel pela mquina.
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Xd=1,6 V2/xd=1/1,6 =0,63
A
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 -0,2-0,4-0,6 -0,8-1,0
Limite terico de estabilidade
Cos=0,8 ind.
m n
kW
kVA ind. kVA cap.
Limite prtico de estabilidade
s
r
p
q O
1/ Xd
z
t
u
Figura 7
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2.2.2. Concluses Quando um gerador est ligado num barramento de
tenso e freqncia constantes, cada ponto de operao estvel definido
por duas das seguintes grandezas:
- potncia ativa P; - potncia reativa Q; - ngulo de potncia .
Para que a utilizao da mquina seja segura, todos os pontos de
funcionamento devem ser internos rea delimitada pelo seu diagrama
de operao. Para mquinas de plos salientes, a regio de segurana
consideravelmente maior que para mquinas de rotor cilndrico (plos
lisos), devido ao efeito da salincia dos plos. A salincia dos plos
amplia o limite de estabilidade, permitindo at mesmo operao estvel
com corrente de campo invertida. A ampliao da rea de segurana d-se
somente na regio de baixo fator de potncia capacitivo. Esta, porm,
no corresponde a uma condio usual de funcionamento (a no ser para o
caso de grandes hidro-geradores alimentando longas linhas de
transmisso). Normalmente o gerador estar operando sob fator de
potncia indutivo, o que vale dizer, com fortes excitaes. Nestas
condies de operao, dois resultados podem ser inferidos: a. O
comportamento em regime permanente da mquina de rotor cilndrico
bastante
semelhante ao da mquina de plos salientes: b. Reciprocamente, a
mquina de plos salientes pode, por simplicidade, ser tratada com
a
teoria da mquina de rotor cilndrico. Neste trabalho no foi
considerado o efeito da saturao, o qual muitas vezes mais
importante que a salincia. Os diagramas de operao so tambm teis
para se estudar as mudanas no comportamento da mquina com a variao
da tenso ou da freqncia da rede, assim como com sistema automtico
de regulao da excitao.
-1,8
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2.3. O Estatismo (Droop) e a Compensao de Reativos
2.3.1. Introduo O termo conhecido na lngua portuguesa como
estatismo, e internacionalmente por "speed droop", usualmente
utilizado para designar, de modo grosseiro, a parcela de contribuio
de um gerador na resposta global de um sistema de potncia quando
nele ocorrem variaes de freqncia. Esta caracterstica, na realidade,
definida pelo regulador de velocidade da turbina e deve ser
considerada somente se esta ltima estiver operando no modo de
regulao de velocidade / freqncia.
Apesar da utilizao deste mesmo termo no mbito da regulao de
tenso (voltage droop), tecnicamente mais adequado empregar a
expresso "compensao de reativo" para definir a parcela de
contribuio de um gerador na resposta global de um sistema de
potncia quando nele ocorrem variaes de tenso.
Nesta explanao, procuraremos exemplificar os casos descritos nos
baseando apenas nos fenmenos mecnicos j que estes so mais
intuitivos e, portanto, de mais fcil assimilao. Os fenmenos
eltricos ocorrem e apresentam resultados anlogos se ao invs do
estatismo, da freqncia e da potncia ativa, utilizarmos
respectivamente a compensao de reativo, a tenso e a potncia reativa
em nossos raciocnios.
2.3.2. Conceituao da existncia do estatismo: Um regulador de
velocidade e um regulador de tenso de um conjunto tubo-gerador /
hidro-gerador, como o prprio ttulo denomina, devem manter a
freqncia e a tenso de sada do gerador constantes no valor ajustado
pelo operador. Isto ocorre em mquinas que operam isoladas ou sem
estatismo / compensao de reativo nos reguladores de velocidade e de
tenso.
J os geradores que operam interligados a outros geradores ou
outras fontes de energia, necessitam que seus reguladores possuam
artifcios especiais denominados estatismo / compensao de
reativo.
Seno vejamos:
Operando interligados em um sistema de potncia, existem vrios
tipos de turbinas e geradores construdos em diferentes pocas com
tecnologias distintas e de tamanhos variados.
bvio que as mquinas no possuiro as mesmas respostas, em funo da
inrcia dos seus rotores e das constantes eltricas nelas envolvidas.
Imaginemos agora a existncia de um sistema eltrico balanceado onde
os reguladores de velocidade e tenso no possuam o estatismo e a
compensao de reativo. Nele, todas as suas cargas so devidamente
alimentadas pela sua prpria gerao com a freqncia e a tenso em seus
valores nominais.
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Quando ocorrer um desligamento, por motivo qualquer, de um dos
geradores conectados a este sistema, e se no ocorrer tambm o alvio
de nenhuma carga, teremos um dficit de potncia aparente que
provocar a reduo da freqncia e da tenso para valores menores que os
nominais. Devido a esta alterao, os reguladores de velocidade e de
tenso dos demais geradores iniciaro a correo destas grandezas de
modo a recuperar as condies iniciais do sistema.
Como conseqncia disto, as mquinas com respostas mais rpidas, ou
com menor inrcia como os pequenos turbo-geradores, tentaro elevar a
freqncia do sistema e, conforme o dficit de potncia ativa, podero
atingir e at tentar ultrapassar as suas capacidades de gerao de
potncia ativa nominal antes que as mquinas com respostas mais
lentas ou com maior inrcia como os grandes hidro-geradores, iniciem
esta mesma ao.
Similarmente, as mquinas com menores constantes eltricas de
tempo podero atingir ou ultrapassar as suas capacidades de gerao de
potncia reativa nominal antes que aquelas com maiores constantes de
tempo tambm iniciem esta mesma ao.
Nestas condies, se as respostas das mquinas mais rpidas forem
suficientes para suprir o dficit de energia, talvez as mquinas mais
lentas nem reajam ao desequilbrio provocado inicialmente e teremos,
ento, um sistema mal distribudo de gerao de energia, o que resultar
em pequenas mquinas "estranguladas, sob o ponto de vista de gerao,
com suas linhas sobrecarregadas, enquanto que as mquinas grandes e
lentas trabalharo em regime folgado.
Em resumo, na ocorrncia de um dficit ou um supervit de potncia
neste sistema, somente os pequenos geradores corrigiro este
desequilbrio ou a maior parte dele. Esta, certamente, no a condio
ideal de operao para o sistema.
Qual seria, ento, a condio ideal?
A condio ideal seria aquela em que todos os geradores
contribuam, independente do seu tempo de resposta, com uma
participao proporcional sua capacidade nominal de gerao, ou seja,
que os geradores maiores assumam a maior parcela da carga
excedente.
Com o intuito de satisfazer esta necessidade, foram criados os
artifcios do estatismo e compensao de reativo.
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2.3.3. Definio do estatismo / compensao de reativo
O estatismo e a compensao de reativo nas suas concepes so
artifcios utilizados para "mascarar" respectivamente a freqncia e a
tenso de sensibilizao dos reguladores nas suas malhas de
realimentao.
Atravs destes artifcios, leva-se o gerador, na medida em que ele
fornece mais potncia ativa e reativa, a reduzir a freqncia e a
tenso do seu sinal de sada conforme as figuras abaixo:
100..(%)P
PnfnfEstatismo
= 100..(%)__Q
QnVnVreativodeComp
=
Vamos, por exemplo, considerar um gerador que inicialmente
esteja operando isoladamente, sem carga, na freqncia de 60 Hz e com
o estatismo do seu regulador de velocidade ajustado em 5%. Se
carregarmos este gerador at a sua potncia ativa nominal sem alterar
a referncia (set-point) do seu regulador de velocidade, o seu sinal
de sada aps esta manobra ter a freqncia de 57 Hz, ou seja,
apresentar um f igual a 5% de fn para um P igual a 100% de Pn. Em
outras palavras, o valor do estatismo numericamente igual ao valor
da variao da freqncia quando se varia totalmente (100%) a carga
ativa do gerador, e representa a inclinao da reta apresentada no
desenho anterior. claro que existem infinitas retas paralelas quela
desenhada anteriormente, sendo que o gerador passar a operar em uma
nova reta toda vez que for alterado o valor de referncia
(set-point) do seu regulador de velocidade. Similarmente, o mesmo
raciocnio pode ser aplicado para a compensao de reativo, onde um Q
= 100% de Qn, provocar uma variao da tenso terminal definida por V
= E% de.Vn
f V
P Q
fn Vf
0 0 P Q
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2.3.4. Anlise do efeito do estatismo em um sistema de
potncia
Nesta anlise, utilizaremos somente os conceitos do estatismo e
desconsideraremos os pequenos efeitos ocasionados pela
interdependncia da freqncia com a potncia ativa. Vamos supor agora,
o sistema de potncia balanceado (equilibrado) mostrado na figura a
seguir.
Este sistema possui as seguintes caractersticas:
O TG1 um turbo-gerador com resposta rpida s variaes de freqncia
do sistema.
Sn = 25 MVA Cos=0,8 Pn=20MW Qn=15MVar Vn=13,8kV
O TG2 um turbo-gerador construdo com outra tecnologia
apresentando respostas mais lentas que o TG1.
Sn = 50 MVA Cos=0,8 Pn=40MW Qn=30MVar Vn=13,8kV
Carga 3
Carga 2 Carga 1
Barramento A1
TG1 TG2
HG3
A1-3
A1-1 A1-2 52-3
52-2 52-1
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O HG3 um hidro-gerador com resposta mais lenta que os dois
turbo-geradores. Sn = 100 MVA Cos = 0,8 Pn = 80 MW Qn = 60 M Var Vn
= 13,8 kV
A Carga 1 uma instalao eletroqumica, cujo consumo 26 MW.
A Carga 2 uma central de motores, cujo consumo 20 MW/ 20 MVar. A
Carga 3 um ramal de servios auxiliares, cujo consumo
10MW/6,25MVar
Totalizando o consumo das cargas, constatamos que o fluxo das
potncias no barramento A1, sem considerar possveis fluxos de
potncia reativa entre os geradores, :
P = 56 MW Q = 26,25 M Var
E, a melhor condio de gerao para o sistema, desde que as condies
das turbinas e das linhas de transmisso permitam, de modo a manter
todos os geradores trabalhando folgadamente :
TG1 = 8 MW / 3,75 MVar
TG2 = 16 MW / 7,5 MVar.
HG3 = 32 MW / 15 MVar.
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Graficamente, supondo que todos os reguladores de velocidade dos
geradores estejam com o estatismo ajustado em 5%, os pontos (1) das
curvas a seguir representam o ponto de operao ideal de cada gerador
nas condies atuais do sistema.
P (MW)
f (Hz) TG2
61,2
60,0
58,2
1
0 16 40
P (MW)
f (Hz) TG1
61,2
60,0 59,5 59,1 58,2
1 3
4
2
0 8 11,2 14 20
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Vamos supor, ento, que por alguma razo o disjuntor 52-2 que
interliga o TG2 ao barramento A1 abra. Imediatamente aps este
instante, haver um dficit de potncia no sistema e a freqncia cair
para 59Hz, por exemplo. Os reguladores de velocidade do TG1 e HG3
detectaro esta condio e iniciaro a resposta adequada, com o intuito
de elevar novamente a freqncia para 60 Hz.
Porm, como o TG1 possui menor inrcia que o HG3, a sua resposta
ser mais rpida e, somente para facilidade de anlise, vamos supor
que o tempo morto do HG3 seja maior que o tempo de resposta do TG1.
Ento, o TG1 passar a gerar mais potncia ativa, deslocando o seu
ponto de operao para o ponto (2) (curva do TG1) da reta de
estatismo. No devemos esquecer que medida que o TG1 fornecer mais
potncia ativa, ele contribuir para restabelecer a freqncia do
sistema.
No ponto (2) (curva do TG1), a medio de freqncia na malha de
realimentao do regulador de velocidade da turbina do TG1 foi
"mascarada para trabalhar em 59,1 Hz e j no v diferena entre o seu
valor de referncia (set-point) e o valor da freqncia do sistema
deixando, ento, de alterar a potncia ativa do gerador.
A seguir, o HG3 inicia a sua resposta tendendo a se deslocar
tambm para o ponto (2) (curva do HG3), ou seja, aumentar a sua
gerao de potncia ativa. Porm, medida que o HG3 fornece mais potncia
ativa para o sistema, a freqncia se eleva e por conseqncia o TG1
que operava no ponto (2) (curva do TG1) inicia a reduo do
fornecimento da potncia ativa at atingir o ponto (3) (curva do
TG1), e o HG3 no chega a operar no ponto (2) (curva do HG3)
estabilizando antes no ponto (3) (curva do HG3).
Resumindo, devido ao desligamento do TG2, as potncias ativas
fornecidas pelo TG1 e HG3 foram alteradas de 8 MW e 32 MW para 11,2
MW e 44,8MW, respectivamente, totalizando 56 MW de modo a eliminar
o dficit de potncia ativa existente.
Porm, note-se que a freqncia no foi restabelecida em 60 Hz. Isto
deve ser efetuado pelo operador das mquinas que reajustar os
valores de referncia (set-point) dos
P (MW)
f (Hz) HG3
61,2
60,0 59,5 59,1 58,2
1 3
4
2
0 32 44,8 80
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reguladores de velocidade fazendo com que os geradores passem a
operar nos pontos 4 (curvas TG1 e HG3) das outras retas de
estatismo.
Isto prova a afirmao descrita no pargrafo 3, de que para cada
ajuste do valor de referncia (set-point) do regulador de
velocidade, corresponde uma reta com inclinao definida pelo valor
do estatismo.
Do exposto, conclumos, ento, que quanto maior for o valor
numrico do estatismo, menor ser a contribuio da mquina na recuperao
da freqncia do sistema.
Devemos ressaltar ainda que, mesmo sendo inadequado, se
existirem mquinas interligadas com diferentes ajustes de estatismo
nos seus reguladores de velocidade, elas assumiro cargas
proporcionalmente diferentes.
No sistema interligado Sul-Sudeste, o valor do estatismo dos
reguladores de velocidade das mquinas est ajustado em torno de
5%.
Um raciocnio anlogo pode ser efetuado para a anlise do
comportamento do regulador de tenso de geradores conectados
diretamente a um mesmo barramento.
Porm, se entre o gerador e o barramento existir um transformador
como o sistema apresentado na figura a seguir, no necessria a
compensao de reativo no regulador de tenso, pois a alterao da tenso
de sada do conjunto gerador-transformador, em funo da variao da
potncia reativa fornecida, efetuada pela impedncia do prprio
transformador
Carga 1
Carga 2
Barramento A2
TG2
HG1
A2-1
A2-2 52-1
52-2
T2
T1
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2.4. Diviso de Carga Iscrona Conforme comentado anteriormente,
caso se coloque dois (2) ou mais geradores em paralelo,
necessitamos que os reguladores de velocidade tenham estatismo
(droop), pois caso contrrio, os mesmos no conseguiro manter o
paralelismo. Os reguladores de velocidade dos geradores, procuraro
ajustar a freqncia de 60 Hz e devido s suas diferenas iro se perder
no controle, ora assumindo toda carga, ora largando toda carga.
Para obter as vantagens do sistema de estatismo zero (iscrono) e as
vantagens do estatismo normal (em torno de 5%), foi desenvolvido o
equilibrador de carga iscrono. A filosofia dsse equilibrador
consiste em medir a potncia total do barramento e dividir pelo
nmero de geradores existentes, gerando assim um valor de referncia
nico que deve ser utilizado proporcionalmente (em p.u.) por todos
os geradores presentes e que estejam nesse modo de operao (diviso
de carga iscrona). chamada de diviso de carga iscrona, pois apesar
de dividir a carga, cada regulador de velocidade ir operar como se
no tivessem estatismo, isto , estatismo zero. No sistema descrito
no item anterior, podemos ver que houve a necessidade de se
corrigir a freqncia aps a sada do TG2, pois os reguladores de
velocidade esto todos em droop. Porm no sistema de diviso de carga
iscrona isso no acontece, pois alm de dividir a carga, os
reguladores de velocidade ajustam a freqncia.
OBS: reguladores de velocidade mecnicos-hidrulicos no participam
desse controle.
RV RV Eq. Carga Eq. Carga
Linha de Eq. de carga
TG1 TG2
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2.5. Controle de Potncia O controle de potncia para o caso dos
geradores operando com estatismo, efetuado atuando se no set-point
do regulador de velocidade. Porm existem tambm reguladores de
potncia, que em caso de operao em paralelo iro manter fixa a sua
gerao. O ajuste de potncia ser feito no set-point especfico. Esse
controle de potncia tambm chamado de base de carga (Woodward). Porm
caso esse gerador fique isolado do sistema, deve comutar
imediatamente para controle de freqncia, sob o risco de perder o
seu controle.
2.6. Controladores Modernos Os controladores mais modernos so de
tecnologia digital, permitindo essas facilidades. Um exemplo desses
equilibradores (controladores) seria o DSLC (Digital Synchornizer
and Load Control) que alm de efetuar a diviso de carga, tambm pode
controlar a potncia e sincronizar a unidade geradora ao sistema ou
a outra unidade. Esses equipamentos geralmente vo atuar no
regulador de velocidade para controle de carga e no regulador de
tenso para controle de reativo ou fator de potncia. Outro
controlador que est sendo utilizado o EGCP3, com as mesmas funes do
DSLC, porm podendo ainda efetuar controle do motor e proteo eltrica
do gerador.
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3. Sistema de Excitao O sistema de excitao deve manter a tenso e
o reativo da mquina dentro dos limites operacionais (curva de
capabilidade), atravs do controle da corrente de campo do gerador.
O desenho abaixo ilustra um sistema de excitao tpico: Sendo: 1
Transformador de excitao; 2 Regulador de tenso; 3 Supresso de
campo;
T95_0122.DRW
SM3~
EXC.
1
2
3
I/O
Reg
ulat
or
Excitation System
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Na figura a seguir temos um exemplo de regulador de tenso com
tecnologia digital, de fabricao ABB (UNITROL 6080).
Sendo o regulador responsvel por manter o gerador dentro dos
limites operacionais, temos ento, alm do regulador de tenso
propriamente dito, os reguladores limitadores: - Limite de corrente
do rotor; - Limite de corrente do estator; - Limite de estabilidade
ou curva P/Q; - Limite de excitao mnima.
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Na figura a seguir podemos ver a curva de capabilidade
ilustrando esses limites. 4. Sistemas de Regulao de Velocidade Os
reguladores de velocidade devem manter a velocidade e a carga do
gerador.
4.1. Regulador de Velocidade Woodward 505
O 505 um controlador micro-processado desenvolvido para operar
turbinas a vapor de todos os tamanhos.
active power P
reactive power Q
maximum turbine power
I fn
I GN
0-1 1Xq
1- 1 Xd-
capacitive generator current limiter inductive generator current
limiter
reactive power limiter(P/Q-limiter)
minimumfield current limiter
maximum field current limiter
XiUact
2 -1
region of underexcitation region of overexcitation
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Este controlador possui dois canais de controle independentes:
a) o regulador de velocidade / carga e b) o controlador auxiliar.
As sadas desses dois reguladores e a sada do limitador da vlvula,
so direcionadas para um seletor de menor sinal (LSS). A sada do LSS
ajusta diretamente a posio do atuador. O controlador auxiliar pode
atuar como canal de controle ou de limite. Somando-se a esses
canais, o regulador de velocidade/carga pode ser manipulado por uma
outra malha de controle, o regulador "Cascade". Esse regulador atua
diretamente no setpoint do regulador de velocidade. Todos esses trs
reguladores PID possuem a opo de utilizar um sinal de entrada
analgico para ajuste remoto de seus setpoints. As caractersticas
adicionais do 505 incluem controle de frequncia, diviso de carga no
modo iscrono (com um DLSC ou EGCP3), controle para evitar operao em
velocidades crticas, controle de marcha lenta/nominal e seqncia de
partida automtica. Existem ainda duas portas de comunicao serial,
as quais podem ser usadas para monitorar e controlar a turbina
atravs de protocolo ModBus.
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Na figura abaixo podemos ver o regulador 505 aplicado a turbina
com somente uma vlvula. Nesse exemplo, o regulador poder manter uma
das grandezas a seguir: - Presso de entrada de vapor; - Presso de
exausto; - Carga do gerador.
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J na figura abaixo, o 505 est sendo usado tambm para controle de
extrao. Nesse exemplo, o regulador, alm do controle da extrao,
poder manter uma das grandezas a seguir: - Presso de entrada de
vapor; - Presso de exausto; - Carga do gerador.
4.1.1. Regulador de Velocidade O regulador de velocidade recebe
um sinal de velocidade da turbina oriundo de um ou dois pickups
magnticos ou sensores de proximidade. O amplificador PID de
controle de velocidade compara esse sinal com o setpoint de
velocidade para gerar um sinal de sada para o atuador atravs do
LSS. O setpoint do controle de velocidade ajustvel atravs de: a)
comandos de aumenta e diminui, atravs do teclado frontal de
controle; b) uma entrada analgica programada para ajuste remoto do
setpoint de velocidade. b) de contato de entradas remotas ou c) por
linhas de comunicao ModBus.
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4.1.2. Setpoint de Velocidade Remoto Uma das entradas de 4-20 mA
pode ser configuradas para controlar o setpoint de velocidade.
Tipicamente, um controle de processo externo ao 505 faz interface
com esta entrada para regular a velocidade ou carga da turbina para
controlar o referido processo. Esta entrada atua diretamente no
setpoint de velocidade do 505. A taxa com que esse sinal de entrada
remoto pode mudar o setpoint de velocidade programvel. A funo de
ajuste remoto do setpoint de velocidade pode ser habilitada ou
desabilitada atravs do teclado frontal do painel, por contato de
entradas remotas ou por linha de comunicao.
4.1.3. Controlador Auxiliar O canal de controle Auxiliar pode
ser usado para controlar ou limitar um parmetro. O controlador PID
Auxiliar pode ser usado para controlar ou limitar carga/potncia,
nvel de importao/exportao, presso de entrada e de escape,
temperatura, ou qualquer outro processo diretamente relacionado com
a turbina. A entrada do canal de controle Auxiliar um sinal de 4-20
mA. O amplificador PID de controle Auxiliar compara esse sinal com
o setpoint para gerar uma sada de controle para o barramento
digital LSS e ento, enviado o sinal mais baixo para o atuador. O
setpoint do canal de controle Auxiliar ajustvel com comandos de
aumenta e diminui atravs do teclado frontal de controle, atravs de
contato de entradas remotas ou atravs de links de comunicao. O
setpoint tambm pode ser ajustado diretamente entrando-se com um
novo ajuste atravs do teclado ou por comunicao ModBus. Alm disso,
uma entrada analgica pode ser programada para ajuste remoto do
setpoint Auxiliar.
4.1.4. Setpoint Auxiliar Remoto Uma das entradas de 4-20 mA pode
ser configurada para ajustar remotamente o setpoint do canal de
controle Auxiliar. Esta entrada age diretamente no setpoint do
canal de controle Auxiliar. A taxa com que esse sinal de entrada
remoto pode mudar programvel. A funo Auxiliar remota pode ser
habilitada ou desabiliatada atravs do teclado frontal do painel,
por contato de entradas remotas ou por links de comunicao.
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4.1.5. Diviso de Carga O 505 capaz de usar uma entrada analgica
para aceitar um sinal de diviso de carga oriundo de DSLC ou EGCP3.
Esta entrada junto com o DSLC / EGCP3 permite o controle da diviso
de carga em iscrono com qualquer outro gerador usando o DSLC /
EGCP3. Um somador interno do 505 adiciona este sinal referncia dos
PIDs de velocidade/carga. Alm disso, para diviso de carga, a
entrada para o DSLC / EGCP3 no 505 pode ser usada para sincronizar
a unidade com o barramento ou com a concessionria.
4.1.6. Regulador "CASCADE" (No usado para Vista Alegre) O
controle "Cascade" pode ser configurado para controlar qualquer
processo de sistema, relacionado ou afetado pela velocidade ou
carga da turbina. Usualmente, esse controlador usado como um
controlador da presso de entrada ou de escape. O controlador
"Cascade" um controlador PID que compara um sinal 4-20 mA com o
setpoint "cascade". O controlador PID ajusta o setpoint do
controlador de velocidade at o sinal de processo e o setpoint
marcado. O setpoint "Cascade" ajustvel com comandos de aumenta e
diminui atravs do teclado no painel frontal, atravs de contato de
entradas remotas ou atravs de links de comunicao. O setpoint tambm
pode ser ajustado diretamente entrando-se com um novo ajuste atravs
do teclado ou por comunicao ModBus. Alm disso, uma entrada analgica
remota do setpoint "cascade" pode ser programada para ajuste remoto
desse setpoint.
4.1.7. Setpoint CASCADE Remoto Uma das entradas de 4-20 mA pode
ser configuradas para ajustar remotamente o setpoint "cascade".
Esta entrada afeta diretamente o setpoint "cascade" do 505. A taxa
com que o sinal de entrada remoto pode mudar o setpoint "cascade"
programvel e pode ser mudado mesmo no modo RUN. O ajuste remoto do
setpoint da funo "cascade" pode ser habilitado ou desabilitado
atravs do teclado frontal do painel, de contato das entradas
remotas ou por links de comunicao.
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4.1.8. Limitador da Vlvula O limitador da vlvula limita o sinal
de sada do atuador ou posio da vlvula para ajudar na partida ou
parada da turbina. A sada do limitador da vlvula submetida ao LSS
juntamente com as sadas dos canais de controle de velocidade/carga
e o auxiliar. A posio da vlvula ser controlada conforme a posio
mais baixa da vlvula quando da requisio do canal limitador ou de
controle. Assim, o limitador da vlvula limita a posio mxima da
vlvula. Este limtador pode ser ajustado atravs do teclado, contatos
externos, ou comandos do ModBus. O limitador da vlvula tambm pode
ser usado para resolver problemas em sistemas dinmicos. Se for
creditado ao 505 ser a fonte da instabilidade do sistema, o
limitador da vlvula pode ser posicionada para que se faa o controle
da posio da vlvula manualmente. Deve-se tomar cuidado quando do uso
do limitador da vlvula nesse caso para no permitir que o sistema
atinja um ponto de operao perigoso.
4.1.9. Caractersticas de Operao O 505 fornece opes para trs
diferentes modos de operao : automtico, semi-automtico e manual. Um
desses modos deve ser programado para tirar a turbina do estado de
trip e ir para um controle de velocidade numa velocidade mnima. O
modo de partida configurado e o controle mnimo de velocidade do
regulador depender do procedimento normal de partida e recomendaes
do fabricante da turbina. Se for programada uma velocidade lenta
(ou modo de marcha lenta/nominal ou sequncia automtica de partida),
o 505 pode fornecer controle automtico de velocidade e evitar as
velocidades crticas. Um comando 'RUN' pode ser dado atravs do
teclado do 505, de um contato de entrada remoto, ou comunicao
ModBus. Alm disso, um contato opcional de entrada 'Start
Permissive' pode ser programado para prevenir uma partida se, por
exemplo, a vlvula principal no estiver fechada.
4.1.10. Marcha Lenta / Nominal A funo marcha lenta/nominal d ao
operador a capacidade de ir de uma velocidade lenta programada a
uma velocidade nominal programada numa proporo configurada. A seleo
dos setpoints de velocidade lenta ou nominal pode ser feita atravs
do teclado frontal do painel, de contato de entradas remoto, ou
comunicao Modbus.
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4.1.11. Seqncia de Partida Automtica A funo seqncia de partida
automtica d ao operador a capacidade de partir a turbina da inrcia
a uma velocidade lenta e mant-la at que um tempo de aquecimento
programado expire, ento indo para uma velocidade intermediria,
mantendo-a at que um outro tempo de aquecimento programado expire
novamente, para finalmente ir para um setpoint de velocidade
nominal programado. Os tempos de espera e as taxas de acelerao so
dependentes de se a turbina considerada 'quente' ou 'fria', baseado
no tempo que a turbina tenha estado 'tripada'. Quando a turbina est
na condio entre quente e fria, o controle interpola pontos entre
quente e fria para determinar a velocidade de partida apropriada e
os tempos de espera. A seqncia de partida automtica pode ser
iniciada ou parada, se desejado, por programao e usando os comandos
de para/continua.
4.1.12. Contorno da Velocidade Crtica Em muitas turbinas
desejvel evitar certas velocidades ou variao de velocidade devido
ao excesso de vibrao e outros fatores. Durante a programao, duas
faixas de velocidade crtica podem ser selecionadas. Estas faixas
podem ser quaisquer variaes de velocidade que sejam menores do que
o ajuste de velocidade mnimo do governador (regulador de
velocidade). Tanto a funo de marcha lenta como a sequncia de
partida automtica pode ser programada para executar a funo de
evitar velocidade crtica. Dentro de uma variao de velocidade
crtica, o 505 move o setpoint de velocidade na taxa de velocidade
crtica programada e no permite que o setpoint de velocidade pare
dentro da faixa de velocidade crtica. Se a turbina est acelerando
atravs de uma regio de velocidade crtica e existe um excesso de
vibrao, o comando de diminuir o setpoint de velocidade ir trazer a
unidade de volta para o limite inferior da faixa.
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4.1.13. Teclado e Display O painel de servio do 505 consiste de
um teclado e um display localizado na frente do controle. O display
possui duas linhas de vinte e quatro caracteres, em ingls, que
podem ser usadas para mostrar parmentros de operao e falhas. Existe
ainda trinta teclas disponveis para fornecer um controle completo
atravs do frontal do 505. No sendo necessrio controle adicional
para operar a turbina, todas funes de controle da turbina podem ser
executadas atravs do painel frontal do 505. Segue uma descrio da
funo de cada um do botes do teclado. SCROLL : o maior boto, que est
no meio do teclado, e que possui flechas em cada
uma de suas pontas. Pressionando-se < > (mover para
esquerda e direita), move-se o display para esquerda ou direita
atravs dos blocos de funo do modo PROGRAM ou RUN. As setas (mover
para cima e para baixo) move o display para cima ou para baixo
dentro de um bloco de funo do modo PROGRAM ou RUN.
SELECT : Esta tecla usada para controle de seleo das linhas de
cima ou de baixo do
display. O sinal @ usado para indicar qual linha pode ser
ajustada pelas teclas de ajustes. Somente quando h uma variao
intercambivel em ambas as linhas (modo dinmico, calibrao de vlvula)
faz a tecla SELECT e o sinal @ determinar qual linha varivel pode
ser ajustada. Quando somente uma linha pode ser variada por tela, a
posio da tecla SELECT e o sinal @ so irrelevantes.
ADJ (ajuste): No modo RUN, "" move qualquer parmetro para cima
(maior) e "" para
baixo (menor). PRGM (programa): Quando o controle est desligado
esta tecla seleciona o modo PROGRAM.
Quando no modo RUN, esta seleciona o modo PROGRAM MONITOR
(monitor de programa). No modo PROGRAM MONITOR a programao pode ser
vista, mas no mudada.
RUN : Inicia um comando de partida da turbina nos modos
"CONTROLLING
PARAMETER / PUSH RUN ou PRGM". STOP : Inicia um desligamento
controlado da turbina (modo RUN).
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RESET : Rearma/limpa os alarmes e trips no modo RUN.
Pressionando a tecla tambm
retorna o controle para os modos "CONTROLLING PARAMETER / PUSH
RUN ou PRGM" depois de um trip.
0 / NO : Entra 0 (zero) ou NO ou desabilita. 1/YES : Entra 1
(um) ou YES ou habilita. 2 / ACTR (atuador) : Entra 2 (dois) ou
mostra posio do atuador (modo RUN). 3 / CONT (controle) : Entra 3
(trs) ou mostra o parmetro que est no controle (modo RUN);
pressionar a tecla Step down para mostrar a causa do ltimo trip.
4 / CAS ("Cascade") : Entra 4 (quatro) ou mostra informao do
controle "Cascade" (modo RUN). 5 / RMT (remoto) : Entra 5 (cinco)
ou mostra informao do controle do setpoint de velocidade
remoto (modo RUN). 6 / LMTR (vlvula limitadora) : Entra 6 (seis)
ou mostra informao do controle do limitador da vlvula (modo
RUN). 7 / SPEED : Entra 7 (sete) ou mostra informao do controle
de velocidade (modo RUN). 8 / AUX (auxiliar) : Entra 8 (oito) ou
mostra informao do controle auxiliar (modo RUN). 9 / kW (carga) :
Entra 9 ou mostra informao kW/carga (modo RUN). CLEAR : Limpa o
modo PROGRAM e RUN e sai do modo presente. ENTER : Entra com novo
valor no modo PROGRAM, e permite a entrada de um valor
especfico de setpoint no modo RUN.
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DYNAMICS (+/-) : Acessa os ajustes dinmicos dos parmetros de
controle do atuador no modo
RUN. Esta tecla tambm mudar o sinal de um valor que est sendo
ajustado. . (Ponto Decimal) : Entra com ponto decimal no nmero que
est sendo ajustado no painel
frontal. ALARM (F1) : Mostra a razo de qualquer alarme quando as
teclas esto iluminadas. OVERSPEED TEST ENABLE (F2) : Permite
aumentar a referncia de velocidade alm do setpoint mximo para
teste eltrico e mecnico de trip de sobrevelocidade. F3 (tecla de
funo) : Tecla de funo programvel para habilitar ou desabilitar
funes de controle
programveis. F4 (tecla de funo) : Tecla de funo programvel para
habilitar ou desabilitar funes de controle
programveis. EMERGENCY SHUTDOWN BUTTON : Boto vermelho octagonal
na parte frontal. Este um comando de trip de
emergncia para o controle.
4.1.14. Temporizador Watchdog / Falha da CPU Controle Um
temporizador watchdog e um circuito de falha da CPU monitora a
operao do microprocessador e de sua memria. Se o microprocessador
falhar em resetar o temporizador a cada 15 milissegundos, o
controle de falta da CPU ir ativar a sada de reset. Esta, rearma a
CPU, desenergiza todos os rels de sada e desliga todas sadas de
miliamperes.
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5. Sistema de sincronismo e controle de carga (EGCP3 LS e EGCP3
MC) O sincronismo e fechamento de paralelo normalmente executado
atravs de um sincronoscpio automtico. No nosso caso o sincronismo
efetuado pelos EGCP3 LS e MC (EGCP - Engine Generator Control
Package Mdulo de Controle Gerador Motor). Abaixo podemos ver uma
ilustrao de sistema de sincronismo. O sincronoscpio automtico um
equipamento que mede a tenso e a freqncia da mquina (sistema 2) que
ir entrar em paralelo com o sistema (sistema 1) e compara com a
tenso e a freqncia do sistema ou do outro gerador. Quando as
condies de paralelismo estiverem satisfeitas, o sincronizador ir
comandar o fechamento do disjuntor (efetivando o paralelismo do
sistema 2 com o sistema 1).
Sincronoscpio Automtico
comando
U
U
Disjuntor
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Condies de Paralelismo: a) Mesmas amplitudes b) Mesmas freqncias
c) Mesmo ngulo de fase
U1
U2t
U
U1
U2
T1
t
f1 f2T2 T1 T2
U1
U2
t
T1 T2 = T1
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d) O sincronismo no pode ocorrer quando: Apesar de satisfazer os
trs itens anteriores, no devemos fechar o paralelo de dois
sistemas, se os mesmos estiverem com sequncias de fase
diferentes.
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e) Condio OK f) Efeitos do mau paralelismo
- Corrente reativa devido a diferena de tenso; - Oscilaes da
corrente e do esforo de torso devido a diferena de frequencia; -
Picos de corrente e de torso devido a diferena de fase.
SSYYNNCC
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5.1. Woodward EGCP3 LS O EGCP-3 LS (EGCP - Engine Generator
Control Package Mdulo de Controle Gerador - Motor) um controle de
carga baseado em microprocessadores projetado para trabalhar em
conjunto com um regulador de velocidade e com um regulador de
tenso. O EGCP-3 utilizado para aplicaes de gerao de potncia onde
multiplos geradores iro suprir uma barra isolada, ou operar em
paralelo com a concessionria. O EGCP-3 pode efetuar sequenciamento
de partida / parada do motor (no caso de motor diesel). Em operao
com um nico gerador, o controle funcionar no modo de controle de
velocidade iscrono. Para sistemas multi-mquinas, at 16 geradores
podem dividir carga, operar em base de carga, ou modo de controle
de processo.
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Funes do EGCP-3 LS: Interface para parametrizao / monitorao
local Controle de seqncia de partida / parada de motor diesel
Monitorao de energia do gerador e barra Proteo eltrica da unidade
geradora e barra Monitorao e proteo do motor Sincronizador
automtico, incluindo recurso para comando do disjuntor em barra
morta Controle de potncia ativa com carga / descarga de potncia sem
oscilao de potncia Droop, Base de Carga, Operao Iscrono, e controle
de diviso de carga iscrona Manter ajuste de freqncia e tenso em
modo de operao iscrono Rede de comunicao entre controle Mestre (MC)
e outras unidade LS Controle de Processo Mestre / Escravo para
cogerao, importao/exportao, controle
de presso, ou outros processos Controle de KVAR/FP e diviso de
FP na barra Diagnsticos Medio de Potencia e Energia do Gerador
Comunicaes Modbus e ServLink para conexes remota IHM / CLP
Display do painel frontal O EGCP3 LS equipado com um teclado e
dois (02) displays de quatro (04) linhas. O display pode ser usado
para configurar e ajustar o controlador para as necessidades
especficas do sistema. O display tambm usado para monitorar a
operao e ver alarmes. Controle de Motor O EGCP-3 executa lgica de
partida, parada de motores diesel ou a gs. A lgica de partida
inclui capacidade de: pre-lubrificao, habilitao separada para ignio
(gs), lgica de bomba de leo, e uma pausa configurvel na posio idle.
A funo de parada domotor inclui: resfriamento controlado, lgica de
parada suave e lgica de parada de emergncia. A lgica de partida e
parada incluem fechamento e abertura do disjuntor do gerador.
Protees tpicas como sobrevelocidade, temperatura do lquido
refrigerante, presso de leo e tenso da bateria so fornecidos.
Entradas digitais e analgicas configurveis so fornecidas para serem
usadas com termostatos, pressostatos ou chaves de nvel. Essas
entradas podem ser desabilitadas quando no forem necessrias.
Adicionamente ao modo automtico a partida e parada manuais tambm
esto disponveis. O disjuntor pode ser fechado manualmente quando
controle manual for necessrio. Sincronizador O EGCP-3 utiliza
tcnicas de DSP para obter tenses RMS e defasagens relativas das
formas de onda de tenso do gerador e do sistema. Considerando que o
mtodo utilizado no depende de cruzamento por zero, oferece uma
preciso signficativa mesmo em presena de distores da forma de
onda.
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Podemos selecionar entre dois (02) modos de sincronizao:
a) Sincronizao por ajuste de ngulo de fase ou b) Sincronizao por
deslizamento de frequencia.
O mtodo de ajuste de ngulo de fase controla a velocidade do
motor de tal forma a produzir um erro de desvio de velocidade igual
a zero e um erro de fase mnimo entre o gerador e a barra, provendo
sincronismo rpido para sistemas standby. O mtodo de deslizamento de
velocidade garante uma velocidade de desvio contante entre o
gerador e o sistema. Possibilita que o gerador esteja numa rotao
mais rpida que a barra e logo aps o fechamento do paralelo o
gerador gere uma carga (ao invs de absorver potncia). Para ambos os
mtodos, EGCP 3 usa ao medio de deslizamento de freqncia instantanea
e o tempo de fechamento do disjuntor para antecipar o fechamento do
disjuntor de modo a ter um erro mnimo entre a diferena de fase do
gerador e do sistema. O sincronizador pode medir barra morta e
fechar o disjuntor do gerador quando for seguro. A rede de
comunicao entre os controladores EGCP3s de sistemas multigerador
asseguram que os mesmos no possam fechar os disjuntores
simultaneamente quando em barra morta. Existem quatro (04) modos de
sincronizao:
a) Run; b) Check; c) Permissive e d) Off
O modo pode ser selecionado atraves do software watch window,
painel frontal ou ModBus. O ltimo modo selecionado por qualquer dos
mtodos de interface, ser o modo de operao. O sincronizador inclue
controle de ajuste de tenso, repetio de comando de fechamento
retardado automaticamente (como um religador) e tempo longo de
sincronismo. Entradas de aumentar e diminuir podem ser usadas para
ajustar a velocidade manualmente para sincronismo manual. Tambm
podem ser usadas entradas para ajuste de tenso. Cada uma dessas
funes pode ser habilitadas ou desabilitadas.
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Diagrama em blocos do Sincronizador
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Controle de Carga Quando o disjuntor do gerador fechado, e o
EGCP3 LS est em modo isocrono ir dividir carga com outras unidades
geradoras conectadas na mesma barra. A sada de bias de velocidade
(speed bias) ir controlar a carga de cada gerador atravs de leves
desvios no valor de referncia do regulador de velocidade. Quando o
disjuntor est aberto, o EGCP 3 estar no modo droop. O controle de
carga inicia-se aps o fechamento do disjuntor quando ento a funo de
controle de carga assume o controle da sada de referncia de
velocidade para o regulador de velocidade (speed bias) diretamente
do sincronizador. Um outro modo de controle a base de carga; ele
comea quando o disjuntor fecha quando a funo de controle de carga
assume o controle da sada de bias de velocidade. A correo do
escorregamento de freqncia do sincronizador at o nvel de carga
inicial (nvel de trip de descarga) ser suave. Sob comando, a rampa
ajustvel permite um fcil carregamento com tempo controlado em base
de carga, diviso iscrona de carga, ou controle de processo. Uma
entrada de pausa da rampa permite a reteno da rampa de carga para
aquecimento ou outros propsitos. O controle de processo derivado do
modo de operao base de carga. Um controlador EGCP3 LS (Quando no
existir um controlador EGCP3 MC) pode ser selecionado como Master
(Mestre), para controlar o caregamento dos outros geradores do
barramento. O EGCP3 preve uma entrada para permitir mudar a
referncia interna de base de carga. Tambm pode ser utilizada
entrada analgica 420 mA (ou 15 Vdc) ra ajuste remoto, se desejado.
O valor de referncia de carga tamb pode ser ajustado atravs de
ModBus ou interface de comunicao ServLink DDE. Quando
descarregando, uma rampa de descarga ajustvel fornece um tempo de
descarga controlado at o nvel de trip de descarga. Quando a carga
atinge esse nvel de trip, o controle envia um comando de abertura
ao disjuntor para separar o gerador do sistema. A entrada de pausa
da rampa poder ser operada enquanto o DSLC estiver descarregando o
gerador de modo a permitir uma reteno da rampa de descarga para
resfriamento ou outros propsitos. As rampas de carga e descarga
tambm fornecem uma transio suave entre base de carga, diviso de
carga iscrona e controle de processo a qualquer momento que o modo
de operao seja mudado. O controlador EGCP-3 tem diversas
caractersticas de controle de carga: Operao simples de carga em
droop fornece uma operao segura na falha de um
contato do disjuntor auxiliar quando operando em paralelo com a
barra; Operao isocrona quando a barra estiver isolada; Contato de
sada com pontos de pick-up e drop-out ajustveis independentes
que
fornece um sinal quando uma carga especificada excedida. Esse
contato de sada pode ser selecionado como um trip de potncia
reversa;
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CONTROLE DE VAR/FP As funes de VAR/FP controlam a componente de
potncia reativa do gerador em sistemas em paralelo. O modo de
controle pode ser configurado entre VAR ou o fator de potncia (FP).
O controlador compara a carga reativa do gerador com uma referncia
interna e faz a correo do regulador de tenso at o valor de potncia
reativa desejada seja atingida. Para um desempenho melhor, uma sada
analgica pode ser diretamente conectada com um regulador de tenso
compatvel com uma entrada analgica de tenso. O controlador tambm
possui sadas a contatos de aumenta e diminui tenso para ativar um
regulador de tenso quando uma entrada analgica no fornecida no AVR.
O EGCP 3 tem um alarme que sinaliza quando a sada analgica atinge
os limites superior e inferior. O EGCP 3 tem tambm chaves limites
ajustveis e selecionveis e sadas de alarme. O EGCP 3 tem chaves de
entrada para permitir comandos do valor de referncia de tenso do
gerador. O controlador tambm prov entradas analgicas 4 a 20 mA (ou
105 Vdc) para controle do setpoint de kVAR / FP. Tambm pode operar
atravs de ModBus ou ServLink. Esse controle de kVAR / FP simultneo
ao controle de carga ativa. CONTROLE DE PROCESSO (No utilizado em
Vista Alegre) Um controlador de processo CASCADE fornecido para
cogerao, controle de importao/exportao (Quando no existir
controlador EGCP3 MC), manuteno do nvel do tanque, manuteno de
presso, ou outra aplicao. Um filtro de entrada de sinal de largura
de banda ajustvel, ajustes flexveis do controlador PID, uma banda
morta ajustvel e um controle de seleo de ao direta ou indireta,
permite que o controle de processo possa ser usado numa ampla
variedade de aplicaes. Um transmissor de processo 4-20 mA (ou 1-5
Vdc) fornece o sinal para o DSLC. O controle de processo inclui uma
referncia digital interna de sinal a qual pode ser controlada por
entradas aumenta e diminui ou por uma referncia remota externa de
processo 4-20 mA (ou 1-5 Vdc) ou por interface ModBus ou ServLink.
A sada do controle de processo fornece a referncia de carga para o
controle de base de carga. Rampas ajustveis permitem fcil entrada e
sada do modo de controle de processo. Quando o modo de controle de
processo selecionado, uma rampa ajustvel move a referncia de carga
numa direo de modo a reduzir o erro no controle de processo. Quando
o erro minimizado, ou a referncia atinge primeiro ou o limite alto
ou baixo de pick up de carga, o controlador de processo ativado.
Quando um limite atingido, o controlador ir manter a referncia de
carga naquele limite at que se obtenha o controle do processo.
Quando descarregando, uma rampa de descarga ajustvel fornece uma
descarga com tempo controlado para o nvel de trip de descarga.
Quando a carga atinge esse nvel de trip, o EGCP 3 envia
automaticamente um comando de abertura ao disjuntor para remover o
gerador do sistema. A entrada de pausa da rampa permite a reteno da
rampa de descarga para resfriamento ou outros propsitos. Funes
adicionais incluem chaves selecionveis e ajustveis de limites alto
e baixo de processo e ativao de alarme.
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Quando existirem multiplos geradores e os EGCP3 LS esto
conectados a uma barra em controle de processo, uma unidade ser
automaticamente designada para ser o mestre do processo,
controlando ento atravs da rede LON os nveis de carga dos outros
geradores que esto conectados barra. Controle de Chaveamento de
Transferncia Automtica (ATS Control Automatic Transference Control)
A funo ATS no est incluida no modelo LS. Essa funo est disponvel no
EGCP3 MC. Para o caso em questo (Vista Alegre) no utilizada essa
funo. Controle de Ponta e Demanda O modelo LS no tem essas funes.
Elas podem ser realizadas pelo modelo MC. No caso de Vista Alegre
essas funes no esto rogramadas. Seqncia de partida de geradores Os
detalhes de como partir e parar so determinados pelo controle do
motor, porm quando iniciar a partida e parada responsabilidade dos
controladores EGCP3. A partida / parada de geradores est associada
coma configurao do sistema, extrutura de barramento e
caractersticas dos geradores. Isso se aplica a motores diesel ou a
Gs no sendo possvel aplicar com geraores a vapor e no faz parte do
projeto de Vista Alegre. Medio de Energia e Potncia O controle
digital LS est equipado com capacidade de medio de potncia e
energia a nvel industrial. So usadas as tcnicas de DSP para obter
uma melhor preciso e velocidade de resposta em relao aos medidores
analgicos convencionais. Preciso conseguida usando uma taxa de
amostragem rpida da tenso e corrente e tambm utilizando medio de
RMS verdadeira. O uso da RMS verdadeira permite otimizar a preciso
mesmo na presena de distores. Entradas com TPs e TCs da barra e da
fonte so usadas para calcular potncia e enrgia. Os algoritmos
usados so baseados na IEEE 1459-2000. Rels de Proteo Eltrica Proteo
eltrica a nvel industrial pode ser configurada para a barra interna
e para a concessionria a nvel industrial (por exemplo.
Sobrecorente, subtenso). Temporizadores e nveis de alarme e trip
podem ser configurados. Protees baseadas em corrente podem ser
coordenadas com rels de proteo externos ajustando curvas ANSI/IEEE
C37.112. No caso de Vista Alegre essas funes no so utilizadas,
sendo a proteo efetuada por rels especficos.
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Comunicao Equipamentos de monitorao remota podem ser conectados
com o MC atravs de ModBus ou ServLink. Esto dsponveis tres (03)
portas seriais.. Duas dessas portas so dedicadas para Modbus ou
ServLink e a terceira configurvel. Todas as funes e parmetros
monitorados pelo painel frontal esto disponveis atravs das tres
(03) portas seriais. Essas portas podem ser configuradas para serem
usadas com o programa Watch Window ou IHM externa atravs de ModBus
ou ServLink. Entre os EGCP-3 a comunicao efetuada por rede LON. A
comunicao a dois fios usada para sequenciamento, controle de carga
ativa e reativa e mensagens de configurao entre as unidades com o
propsito de controle. EGCP 3 LS em diviso de carga a) EGCP 3 LS -
Sistema isolado
b) EGCP 3 LS - Sistema em paralelo
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c) EGCP 3 LS - Operao com barras divididas
d) ECGP3 LS-MC em paralelo com o sistema
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Diagrama em blocos bsico do controle
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5.2. Woodward EGCP3 MC O EGCP3 MC um controlador baseado em
microprocessadores projetado para supervisionar e controlar
geradores operados por EGCP3 LS e sua conexo a uma concessionria. O
MC configurvel e permite que seja usado de diversas maneiras e
torne desnecessrio o uso de sistemas de controle utilizando CLPs. O
seu menu fcil de utilizar e auxilia engenheiros de campo na
programao do controlador a uma configurao barra/concessionria. O MC
projetado para ser a interface entre a concessionria e a planta
local. Funes do EGCP-3 MC: Interface por Display/Teclado,
monitorao/parametrizao local ou por IHM remota; Interao
Mestre/Escravo com at 16 unidades; Sincronizao de at 2 disjuntores
com velocidade, fase, ajuste de tenso, gerenciamento
de fechamento em barra morta e sincronismo multimquina; Controle
de KW com carga/descarga automtica para transferncia de carga
sem
oscilaoes; Capacidade de controle em Base de Carga; Controle de
Importao/exportao ou processo; Controle de KVAR/PF; Chaveamento de
Transferncia Automtica (ATS), transio aberta ou fechada; Controle
de diviso/suavisao de pico com partida/parada automtica baseada
em
horrio ou nvel de demanda; Diagnstico; Proteo de Barra e Fonte
principal; Medio e monitorao de Barra e Alimentao Principal &
Energia; Comunicao com rede LON; Comunicao Modbus * e ServLink para
conexes remotas atravs de IHM/CLP.
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Display do painl frontal Idem ao do EGCP3 LS Comunicao
Equipamentos de monitorao remota podem ser conectados com o MC
atravs de ModBus ou ServLink. Esto dsponveis tres (03) portas
seriais.. Duas dessas portas so dedicadas para Modbus ou ServLink e
a terceira configurvel. Todas as funes e parmetros monitorados pelo
painel frontal esto disponveis atravs das tres (03) portas seriais.
Essas portas podem ser configuradas para serem usadas com o
programa Watch Window ou IHM externa atravs de ModBus ou ServLink.
Entre os EGCP-3 a comunicao efetuada por rede LON. A comunicao a
dois fios usada para sequenciamento, controle de carga ativa e
reativa e mensagens de configurao entre as unidades com o propsito
de controle. Medio de Potncia e Energia O controle digital MC est
equipado com capacidade de medio de potncia e energia a nvel
industrial. So usadas as tcnicas de DSP para obter uma melhor
preciso e velocidade de resposta em relao aos medidores analgicos
convencionais. Preciso conseguida usando uma taxa de amostragem
rpida da tenso e corrente e tambm utilizando medio de RMS
verdadeira. O uso da RMS verdadeira permite otimizar a preciso
mesmo na presena de distores. Entradas com TPs e TCs da barra e da
fonte so usadas para calcular potncia e enrgia. Os algoritmos
usados so baseados na IEEE 1459-2000. Para a barra interna e barra
de fonte os seguintes grandezas so calculadas: Frequencia (Hz);
Tenso AC (Vac); Corrente de fase e total (Amps); FP total e por
fase; Potncia Ativa (W) Potncia Reativa (VAR) Potncia Aparente (VA)
Angulo de fase de corente e tenso Harmonicas de tenso Haronicas de
corrente Distorso Harmonica Total (Tenso e Corrente); Tenso de
sequencia negativa (Vac) Corrente de sequencia negativa (Amps)
Adicionalmente a energia nos TPs e TCs da concessionria so
calculadas para: kW-Horas de Importao e exportao; kVAR-Horas de
Importao e Exportao; KVA-Horas de Importao e Exportao Muitas dessas
grandezas tambm esto disponveis como sadas analgicas para serem
usadas por outros equipamentos.
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Proteo Eltrica (No usado em Vista Alegre) Proteo eltrica a nvel
industrial pode ser configurada para a barra interna e para a
concessionria a nvel industrial (por exemplo. Sobrecorente,
subtenso). Temporizadores e nveis de alarme e trip podem ser
configurados. Protees baseadas em corente podem ser coordenads com
rels de proteo externos ajustando curvas ANSI/IEEE C37.112. Operao
na Ponta e controle de Demanda (No usado em Vista Alegre) Operao na
ponta e controle de demanda possvel atravs de dois modos de operao,
hora do dia ou necessidade de demanda. O controle tambm pode ser
configurado para operar em ambos os modos de operao. Para hora do
dia o MC pode ser programado para quatro (04) programas de partida
e parada. Cada dia da semana pode ento ser configurado para um dos
quatro programas, e cada programa tem dois horrios de partida
dentro de um perodo de 24 horas. Uma durao de tempo ajustada para
cada horrio de partida. No horrio programado, o MC ir partir todas
as unidades LS e efetuar sincronizao baseada no estado do ATS;
paralelo (no no modo ATS), transio aberta ou transio fechada.
Quando o tempo de durao expirar, o MC ir gerenciar a parada ou
retorno ATS e desligar as unidades geradoras. Nvel de operao de
demanda de carga dependente do nvel de potncia aparente (VA)
importada. O nvel de demanda filtrado por um filtro passa baixa
configurvel e ento encaminhado lgica de demanda. Dos nveis de
partida e um de parada esto disponveis. Se a demanda for maior que
o pickup de demanda, o MC iniciar uma contagem de tempo de demanda.
Se a demanda continuar maior que o pickup quando o tempo expirar, o
MC ir partir uma unidae geradora. Tambm existe um nvel de demanda
instantnea. Se a demanda se tornar maior que esse nvel,
imediatamente partir a prxima unidade, sem contagem de tempo. A
unidade LS rodar no modo de controle de carga e nvel do MC (base de
carga ou processo). Quando o nvel de importao cair abaixo do nvel
de desligamento da demanda, o MC iniciar nova contagem de
temporizador. Se a demanda continuar abaixo desse nvel quando o
temporizador expirar, uma unidade LS ir parar.
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Sequenciamento (No usado em Vista Alegre) O MC pode iniciar dois
diferentes tipos de partida e parada dependendo da situao. Na
maioria das vezes o MC ir partir todos ou parar todas as unidades
LS sob o seu controle. Para partidas em demanda de carga, o MC ir
solicitar START REQUEST ou STOP REQUEST, que ir partir ou parar uma
unidade geradora. Se o MC no estiver em controle (as unidade LS
esto controlando a carga sem a concessionria (ATS)) ou se o MC
estiver em controle de processo, a unidade LS partir sozinha
baseada no gerenciador de tempo de partida e seus nveis de carga.
Chaveamento de transferncia de Potncia automtica (ATS) (No usado em
Vista Alegre) A funo ATS no MC tem diferentes modos de operao
(Transio aberta ou transio fechada) e dependem da entrada digital
selecionada (Auto, Teste e Run). Selecionando as entradas Auto e
Teste (test ATS), teremos o modo de transio aberta, e ser simulada
uma perda da concessionria, que ir abrir o disjuntor da
concessionria antes de partir as unidades LS. No caso da transio
fechada as unidades LS entraro em paralelo com a concessionria e
assumiro carga at obter potncia zero vindo da concessionria (zero
power transfer ZPT). O disjuntor da concessionria no ser aberto
enquando ZPT no for atingido. Selecionando as entradas Auto, test e
run w/load uma funo ATS normal iniciada (Initiate ATS). Se um grupo
de disjuntores estiverem configurados no sistema, no casa da
transio aberta, ento o MC ir esperar at que as unidades LS estejam
na barra e estveis antes do disjuntor da concessionria ser aberta.
O MC ir esperar por um tempo de transferncia curto antes de o
disjuntor do conjunto de unidades LS seja fechado. Sem um disjuntor
de grupo, o ATS ir ter o comportamento similar funo Teste ATS. A
transio de fechamento ir paralelar todas as unidades LS
concessionria e ir abrir a concessionria no fim do tempo rpido de
transferncia mesmo se ZPT no seja atingido. O MC tambm tem um
controlador de descarte de carga. Tres sadas digitais podem ser
configuradas para remover sees de carga da barra se ocorrerem
condies de sufrequencia e subtenso ou se ZPT no ocorrer
Sincronizador: Mesma funo do LS. Controle de Potncia Ativa O
controle de potncia ativa tem tres modos de operao: a) Base de
carga A potncia ativa das unidades LS so controladas no setpoint de
carga ajustado; b) Importao/Exportao A potncia ativa atravs do
disjuntor da concessionria no nvel de inportao/exportao ajustado;
c) Processo A carga ativa controlada baseada em entrada de processo
externa ou setpoint de referncia
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O controlador MC disponibiliza entradas digitais para permitir
subir ou abaixar a base de carga interna ou referencia de processo
e uma entrada analgica 4-20 mA (ou 1-5 Vdc) para referncia remota
de potncia ativa. Taxas de carregamento e descarregamento esto
disponveis para ajuste suave para referncia de carga e comando de
carga e a qualquer momento se essas taxas forem colocadas em zero,
ento a entrada digital de pausa de rampa ativada. Controle de
processo (No usado em Vista Alegre) Um controlador de processo
disponibilizado para cogerao, controle de importao/exportao,
manuteno de temperatura, manuteno de presso, ou outras aplicaes Um
filtro de entrada de largura ajustvel, ajustes do controlador
flexveis, e aes de controle direta e indireta, permitem que o
controle de processo possa ser usado em uma grande variedade de
aplicaes. Um sinal de 420 mA (ou 15 Vdc) usado como sinal de
processo para o controlador EGCP-3. O controlador inclui uma
referencia digital interna que pode ser controlada por contatos de
entrada para subir e abaixar ou por uma referncia de processo
remota de 420 mA (ou 15 Vdc), ou por interface de comunicao Modbus
ou ServLink. A sada do controlador de processo produz uma referncia
de carga para o controlador de potncia ativa. Rampas ajustveis
permitem entrar ou sair do modo de controle de processo. Quando o
modo de controle de processo selecionado, uma rampa ajustvel move a
referncia de carga na direo de reduo do erro de controle de
processo. Quando o erro minimizado, ou a referncia atinge primeiro
os pickups de limite de carga alta ou carga baixa o controlador de
processo ativado. Quando atingido o limite mnimo ou mximo, o
controlador segurar o valor de referncia nesse limite at que a
entrada do controle de eprocesso retorne a nvel de operao seguro.
Quando descarregando utilizada uma rampa de descarga de tempo
ajustvel at que o sistema atinja o nvel de trip de
descarregamento.. Quando atingir esse nvel, o EGCP3 automaticamente
produz um comando de abertura para o disjuntor de grupo ou um
comando STOP ALL para remover as unidades LS do sistema. A chave de
entrada de pausa de rampa permite segurar a carga em uma potncia
para propsitos de resfriamento ou aquecimento. Como funo adicional
temos nveis de limite alto e baixo ajustveis para sinalizao de
limites alto, baixo e alarme. Controle de VAR/FP A funo VAR/PF
controla a potncia reativa exportada ou importada da concessionria.
Pode ser configurada para controle de VAR ou FP. O controlador
compara a carga reativa medida com uma referncia interna ajustvel e
faz correes ao comando de FP enviado s unidades LS at que a potncia
reativa desejada seja obtida. O nvel de potncia reativa pode ser
mantido mesmo enquando a carga ativa est sendo controlada. O
controlador MC tambm preve entradas digitais para permitir subir
baixar o valor de referncia de carga reativa,e tambm preve entrada
analgica de 420 mA (ou 15 Vdc) para controle remoto de valor de
referncia de VAR/PF, se desejado. O valor de referncia tambm pode
ser ajustado atravs de interface de comunicao Modbus ou
ServLink.
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Usina Vista Alegre 57/60
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6. Proteo Eltrica 6.1. Gerador A proteo eltrica do gerador
utiliza os rels de proteo REM543 e REF541 da ABB. Os rels REM543 e
REF 541 executam as seguintes funes de proteo:
a) Funo 24 Sobrefluxo ou Volts/Hertz
Utilizada para proteger o gerador contra aquecimento provocado
por
sobreexcitao. Normalmente acontece quando a mquina est parando
com o
sistema de excitao ligado.
b) Funo 32 Potncia Reversa;
Utilizada para evitar que o gerador absorva energia do sistema e
dani